银河系到底有什么星系呢？昨晚我盯着天花板想了半天

说实话,这个问题我小时候问过我爸，他当时正在修收音机，头也没抬就说了句“银河系就是一个星系啊，还能有什么星系”，我“哦”了一声，总觉得哪里不对劲，但说不出来，后来才知道，他想表达的其实是银河系本身就是一个星系，而我当时想问的其实是——银河系里面、外面、周围，到底都有些什么。

所以这篇文章,我想把当年我爸没说明白的那些事，好好理一理，你如果是那种晚上抬头看星星会走神的人，应该会喜欢这个话题。

先把一个容易搞混的事掰清楚

很多人第一次接触天文学都会有一个困惑：银河系和银河是什么关系？

简单说,银河是我们从地球上看过去的一条乳白色光带，而银河系是我们所在的整个星系本身，夏天的夜晚如果你去远离城市灯光的地方，能看到一条淡淡的光带横跨天穹，那就是银河，它其实是银河系的银盘在天空中的投影——我们站在银河系里面往外看，就像你站在盘子里看盘子的边缘，当然是一条线。

这个视角本身就挺妙的,我们住在银河系里面，却永远看不到银河系的全貌，所有你见过的银河系全景图，都是艺术想象图，或者参考了其他旋涡星系的照片来推测的，天文学家到现在也没法给银河系拍一张“自拍”，因为我们飞不出去。

银河系本身是一个什么样的星系

先把主角说清楚,银河系是一个棒旋星系，这个分类是上世纪90年代以后才逐渐确认的，之前大家都以为它是普通的旋涡星系，后来通过红外线观测才发现，中心其实有一根棒状结构，大概2.7万光年长。

银河系的主体结构大概可以分成几层：

• 银核——中心最亮的区域，恒星密度极高，藏着一个人马座A*超大质量黑洞，质量大约是太阳的430万倍。
• 银盘——直径大约10万到18万光年（不同研究给的数据不太一样），厚度大概1000光年，大部分恒星都在这个盘面上，螺旋臂也在这里。
• 银晕——包裹在银盘外面的一层稀薄球状区域，主要是一些年老的恒星和球状星团。
• 暗物质晕——这个就更大了，延伸到几十万光年之外，虽然看不见，但它的引力是银河系能维持结构的关键。

太阳系的位置也挺有意思的,我们不在银河系的中心，也不在边缘，而是在距离银心大约2.6万光年的地方，处在猎户臂的内侧，猎户臂是银河系几条主要旋臂之间的一个次级结构，算不上主线剧情，但恰好是我们的家。

银河系的恒星数量,目前的估算在1000亿到4000亿颗之间，这个范围听起来很模糊，是因为银盘另一侧被银心挡着，我们看不全，但就算是保守估计，1000亿颗恒星也已经是一个让人脑子发木的数字了。

那银河系“里面”到底有什么星系？

这个问题其实问得很有意思。银河系里面不会再有别的“星系”，因为星系本身是最大的独立结构单元，但银河系里面确实有一些小型的恒星系统，它们在某种意义上也像一个个迷你星系——我们管它们叫矮星系或者星流。

事情是这样的：银河系一直在“吃”小星系，这个过程在专业上叫星系并合，说白了就是大星系靠引力把附近的小星系撕碎，然后把它们的恒星、气体、暗物质一点一点吸收进来。

目前正在进行中的最著名的例子,就是人马座矮椭球星系，这个小星系现在已经被银河系的潮汐力拉得面目全非，它的恒星散成了一条长长的星流，缠绕在银晕里面，天文学家在银河系晕里已经辨认出了几十条这样的星流，每一条都是一个曾经的矮星系的“遗骸”。

还有一个正在被吞噬的,是大麦哲伦云和小麦哲伦云，它们俩在南半球肉眼可见，看起来像银河旁边两团模糊的光斑，麦哲伦当年环球航行的时候记录过它们，很多人以为它们在银河系外面很远的地方，其实它们就在银河系的引力掌控之中，正在绕着我们转，并且在几十亿年后大概率会被银河系完全吸收。

所以如果你问银河系里面有什么“星系”，答案其实挺震撼的：银河系里面有一堆正在被消化的小星系，有的已经吃得差不多了，有的还在挣扎。整个银河系的演化史，就是一部持续上百亿年的“大吃小”历史，我们所在的这个巨大星系，其实是用无数小星系的残骸堆砌起来的。

银河系周围又有哪些星系？

如果把视野拉大一点,看银河系的周边环境，那就进入了本星系群的范畴。

本星系群是一个跨度大约1000万光年的星系群体,里面有超过50个星系，银河系是其中第二大的（第一是仙女座星系M31），这个群体里的大部分成员都是矮星系，真正算得上大星系的就两个半——仙女座星系、银河系，再加一个三角座星系M33，后者虽然是个旋涡星系，但规模明显小一号。

下面这张表把几个主要成员列在一起,看起来更直观：

星系名称	类型	与银河系距离（约）	直径（约）
银河系	棒旋星系	10万–18万光年
仙女座星系M31	旋涡星系	250万光年	22万光年
三角座星系M33	旋涡星系	270万光年	6万光年
大麦哲伦云	不规则矮星系	16万光年	4万光年
小麦哲伦云	不规则矮星系	20万光年	7000光年
人马座矮椭球星系	矮椭球星系	7万光年	已被拉散

这里面最有戏剧性的是仙女座星系,它正以大概每秒110公里的速度朝银河系冲过来，大概在40亿年后会发生碰撞，听上去很可怕，但实际上星系碰撞和我们日常理解的“撞车”完全不是一回事——星系内部恒星之间的距离极其遥远，两个星系会互相穿过，恒星之间几乎不会真的撞上，不过引力会把双方的结构彻底搅乱，最终合并成一个更大的椭圆星系，有天文学家已经给它起了个名字叫“Milkomeda”，银河仙女星系合体之后的样子，想一想就觉得时间尺度这东西真是超乎人类理解。

再往外看：本星系群之外

本星系群还不是最大的结构,它和附近的其他星系群、星系团一起，组成了一个更大的结构叫室女座超星系团，跨度超过1亿光年，包含了上百个星系群，而室女座超星系团本身，又只是可观测宇宙中无数超星系团里的一个。

在这个尺度上,银河系就真的只是一个光点了，室女座超星系团的核心是室女座星系团，里面挤着上千个星系，距离我们大约5000多万光年，银河系在本星系群里算个头大的，但放到室女座星系团里，根本排不上号。

再提一个更远的概念——拉尼亚凯亚超星系团，这是2014年才定义出来的一个结构，包含了室女座超星系团在内，跨度超过5亿光年，里面有大约10万个星系，它的名字来自夏威夷语，意思是“无尽的天堂”，银河系在这个结构里的位置，大概相当于太平洋里的一粒沙子。

写到这里我突然想起一件事,几年前有一次在青海湖边露营，凌晨三点爬起来上厕所，无意间抬头看了一眼天空，那种完全没有光污染的夜空，银河就挂在头顶，像一条发光的云带，我当时脑子里冒出的念头很朴素——我们看到的每一颗星星，都在银河系里面，都在这个巨大的旋涡结构里，跟着太阳一起绕着银心转，而肉眼可见的那条“河”，其实就是我们自己的星系在天空中的侧面投影。

这种时候,什么本星系群、室女座超星系团、拉尼亚凯亚，都显得太遥远了，站在地面上的人，能感知到的宇宙，就是那条淡淡的光带，它就在那里，安静地横跨整个天穹，和几千年前我们的祖先看到的一模一样。

一个经常被忽略的角色：暗物质

聊银河系的结构和它的邻居们,如果不提暗物质，就像聊火锅不提底料一样瘸腿，银河系的可见物质——恒星、气体、尘埃——只占它总质量的一小部分，绝大部分质量来自暗物质，它不发光、不吸收光、不和普通物质发生电磁相互作用，但它有引力。

天文学家是怎么知道暗物质存在的呢？一个重要的证据来自银河系外围恒星的旋转速度，按照牛顿力学，离银河系中心越远的恒星，旋转速度应该越慢才对，但实际观测发现，外围恒星的旋转速度和内侧的差不多快，这就意味着，银河系外面一定还有大量看不见的质量在提供额外的引力，这个“看不见的东西”，就是暗物质晕。

暗物质晕的存在,也解释了为什么银河系能牢牢抓住大麦哲伦云这样的小星系，那个看不见的引力牢笼，比可见的银河系大得多，所有邻居小星系都在它的掌控范围内转悠。

说到暗物质,目前最被广泛接受的模型是冷暗物质模型，相关的探测实验全球有好几十个，包括中国的锦屏地下实验室的PandaX项目，都在试图直接捕捉暗物质粒子，不过到目前为止，暗物质到底是什么粒子，还没有定论，它可能是弱相互作用大质量粒子，也可能是轴子，或者其他更奇怪的东西，这是物理学和天文学交界处最让人挠头也最让人兴奋的问题之一。

这些知识有什么用

说实话,知道银河系里有什么星系、周围有哪些邻居，对你明天早上的通勤没有任何帮助，它不会让你的地铁早来一分钟，也不会让外卖送得更快。

但它会改变你站在夜空下的那种感觉,你知道你看到的那条光带不是你眼睛的错觉，而是几千亿颗恒星的光混在一起，穿过几万光年的距离，最终落在你的视网膜上，你知道在那些光点的某个角落，有一个叫大麦哲伦云的小星系正在被我们慢慢撕碎，而250万光年之外的仙女座星系正在朝我们飞过来，你知道你脚下的地球正在以每秒220公里的速度绕着银心狂奔，而你躺在草坪上，对此毫无察觉。

这种“知道”，本身就是一种挺奇妙的生活方式，它会让你在某些瞬间觉得，这个世界比你以为的要大得多，也古老得多。

下次你再看到银河的时候,不妨想一想——你正在看的，不是一个抽象的概念，而是你真正的家，银河系就是我们所在的星系，而在它里面、外面、周围，还热闹得很。