咱们银河系里有两万亿颗恒星,这事儿我琢磨了好久
有天晚上在阳台上晾衣服,抬头看见一条淡淡的光带横在天上,我知道那是银河,也知道里面有好些星星,但后来查到一个数字,两万亿颗恒星,我一下子就愣住了,两万亿是什么概念?地球上所有海滩上的沙粒加起来,大概也就这个数量级,你就想吧,你抓一把沙子,每一颗沙粒都是一个太阳,有些比太阳还大得多。
这个数字不是拍脑袋想出来的,以前我们以为银河系大概有1000亿到4000亿颗恒星,这个说法用了好多年,到了2016年,天文学家利用哈勃望远镜和凯克天文台的观测数据,重新算了银河系里红矮星的数量,发现这种小个头恒星比之前预计的多得多,红矮星又暗又小,单个质量不到太阳的一半,但它们占了银河系恒星总数的70%以上,论文发表在《天体物理学杂志》上,结论很清楚:银河系的恒星数量大概在2万亿左右,上下浮动一些,这个数字已经成为目前天文学界比较主流的共识。
两万亿颗恒星,都是些什么样的家伙
别看都是恒星,差别可大了去了,银河系里的恒星大致分这么几类,不同种类的数量差得离谱:
| 恒星类型 | 占比 | 特点 |
| 红矮星 | 约70% | 质量小、温度低、寿命极长 |
| 类太阳恒星 | 约10-15% | 中等质量,寿命大约100亿年 |
| 巨星和超巨星 | 不到1% | 体积巨大,寿命很短 |
| 白矮星/中子星/黑洞 | 约15-20% | 恒星死亡的残骸 |
你看,银河系里真正像太阳这样的恒星其实不算多,大部分是又红又暗的小家伙,那些红矮星寿命动不动就几千亿甚至上万亿年,跟宇宙的年纪差不多了,所以它们攒了一大批在那儿慢慢烧着,而那些又大又亮的蓝超巨星呢,虽然一颗能顶几十万颗太阳的亮度,但几百万年就烧完了,跟红矮星比起来连个喷嚏都算不上。
这个数不是数出来的,是算出来的
我一开始也犯嘀咕,两万亿颗,真的一颗一颗数出来的?当然不可能,天文学家用的是"抽样统计"的路子,选一块有代表性的天区,仔细数清楚里面有多少恒星,再根据这块区域占整个银河系的比例往外推,同时还要测银河系的总质量,减掉暗物质和气体的部分,剩下的质量除以恒星的平均质量,也能反推恒星数量,这两种方法互相印证,才得到两万亿这个数,2016年那项研究的核心发现就是红矮星的数量被严重低估了,之前的很多观测根本看不见那些昏暗的小恒星,就像你晚上走路只看得见路灯,看不到脚边的小石子一样。
这个巨大的数字到底意味着什么
我有一段时间老想一个问题:两万亿是不是太多了?宇宙里到底有多少东西?其实银河系虽然有两万亿颗恒星,但把它们全加在一起,总质量也就太阳质量的几百亿倍左右,听起来吓人,但银河系的总质量据估算在1万亿到2万亿个太阳质量之间,这意味着恒星的质量只占银河系总质量的不到10%,剩下的全是暗物质和气体,恒星反而是银河系里的"少数派",这就很有意思了。
还有一层更让人心里发毛的东西,两万亿颗恒星,每颗恒星周围平均有多少颗行星?开普勒望远镜的观测数据告诉我们,银河系里大概每颗恒星平均至少有一颗行星,那行星的数量也是万亿级别,其中处在"宜居带"内的类地行星有多少?保守估计几十亿颗是有的,这个数字大到我连嫉妒都嫉妒不起来了,只剩一种很奇怪的感觉——就是那种"这么大的地方,总该有点别的东西吧"的念头,怎么都甩不掉。
我们能看到几颗
理论归理论,实际站到夜空底下又是另一回事,理想条件下,没有月光、远离城市灯光,人肉眼最多能看到大约4000到5000颗星星,而且这些星星几乎全在距离我们几千光年之内,说白了就是太阳系家门口这一小片,银河系直径10万光年以上,我们能看到的基本就是隔壁几条街的距离,织女星离我们25光年,已经算很亮的了,它其实在银河系里连邻居都算不上,天狼星更近,8.6光年,就在隔壁,而银河系中心那片密密麻麻的恒星聚集区,肉眼直接看不见,被厚厚的星际尘埃给遮住了,所以每次我仔细看夜空,心里都有一种很分裂的感觉:我明明知道那里有两万亿颗太阳,可眼睛告诉我的只有几千个暗淡的光点。
从两万亿颗恒星看我们自己的位置
太阳在银河系里待的位置挺偏的,离银心大约2.6万光年,在一条叫做猎户臂的旋臂上,这个位置不算热闹,也不算太荒凉,周边恒星密度适中,没有太强的辐射环境,地球才得以安安稳稳地过了几十亿年,如果太阳在银河系中心附近,那里的恒星密度比我们这里高几百万倍,夜空亮得跟白天似的,而且超新星爆发、伽马射线暴的频率高得多,生命估计够呛能活下来,我们待的这个"郊区",反而可能是银河系里最适合生命慢慢演化的地方。
说到这儿,我其实没有那种"人类好渺小"的沮丧感,两万亿颗恒星又怎么样呢,它们安安静静地烧着,也不碍着谁,我们知道了这个数字,知道了自己的位置,反而对头顶那片天空多了一层亲切,下次你晚上出门,抬头看看那些星星,不用想两万亿这个数,就想一件事就够了:你看到的每一颗星,不管多远,光都是从它表面出发,飞了好几年、好几百年才刚好落到你的眼睛里,这个缘分比两万亿那个数字实在多了。