银河快报

银河系到底有几个邻居?我翻了一堆资料,答案比想象中复杂

前两天夜里陪孩子看星星,他突然问我:“爸爸,天上有多少个月亮一样的球球?”我说月亮就一个,但像我家的银河系这样的“大球球”,天上多得很,他接着问:“那到底有多少个?”我愣住了——这问题,我还真没认真数过。

于是这两天我翻了翻手头的天文学资料,想搞清楚银河系统里到底有多少个星系,结果发现,答案不是一句话能说清的,但理解的过程本身挺有意思。

先把概念说清楚:什么叫“银河系统”?

很多人听到“银河系统”第一反应是银河系本身,其实天文学里说的银河系统,指的是以银河系为中心、受引力束缚的一群星系,也就是咱们常听到的“本星系群”,就像地球不是孤零零飘在太空里,银河系也不是——它周围绑着一大堆大大小小的星系邻居。

本星系群有多大呢?直径大约1000万光年,在这个范围里,引力就像看不见的绳子,把一群星系拴在一起,大家一起在宇宙里漂。

那这个“群”里到底装了货多少星系?

说实话,这个数字一直在变,二十年前天文学家说大概30多个,现在共识已经涨到至少80个以上,而且还在持续发现新的,我整理了一个简单的表,把主要的几类列出来看更直观:

星系类别 代表成员 大致数量
大型旋涡星系 银河系、仙女座星系、三角座星系 3个
中型椭圆星系 M32、M110等 十几个
矮星系(椭球型/不规则型) 大小麦哲伦云、玉夫座矮星系等 至少60多个
极暗矮星系 最近十年新发现的一批 数量待定,可能还有几十个

这里有个容易误会的地方:很多人以为仙女座星系是银河系的“双胞胎兄弟”,所以它俩平起平坐,实际在本星系群里,仙女座星系比银河系还要大一圈,是本群当之无愧的“老大哥”,咱们银河系大概排第二,三角座星系排第三。

为什么矮星系这么多?以前怎么没发现?

这个问题特别有意思,本星系群里真正“上得了台面”的大星系就那么几个,但矮星系像撒在披萨上的芝麻粒,到处都是,它们特别暗、特别稀疏,亮度有时候还不如银河系里一颗比较亮的星团。

过去没发现它们,纯粹是望远镜不够厉害,2015年以后,随着“暗能量巡天”这类项目铺开,天文学家像翻地毯一样一批批地往外掏矮星系,天体物理学报》上有一篇专门讲本星系群矮星系普查的文章(McConnachie,2012年),列了当时确认的将近80个成员,到了2020年前后,这个数字已经往100以上走了——当然有些还存在争议,可能只是前景里偶然经过的流浪星系。

银河系统之外呢?更大的“小区”怎么分?

如果把尺度放大,本星系群只是更大结构里的一个“单元”,它往上属于室女座超星系团,那个范围里包含大约100个类似本星系群的“小组”,总星系数量超过2000个,再往上还有拉尼亚凯亚超星系团,里面的星系量级就到了10万以上,到可观测宇宙的尺度,星系数就彻底用“千亿”来算了。

所以回到孩子问的那个简单问题“银河系统有多少个星系”,一个相对靠谱、能让普通人也理解的回答是:目前已知大概80到100多个,而且这个数字可能还会涨,其中绝大多数都是不起眼的小不点,真正称得上“大家伙”的只有三个。

说实话,写完这段我挺感慨,小时候看天文书,本星系群还只有三四十个成员,现在翻了一倍不止,宇宙还是那个宇宙,但人类的认识一直在刷新,这大概就是天文学最迷人的地方——你以为自己搞清楚了,天空深处总有新的光点冒出来,让你重新数一遍。

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