银河快报

趴在窗台上看星星时想到的,银河系和狮子座,到底谁在谁的怀里?

前几天晚上闷热,我搬了把椅子坐在阳台上,仰头看了半天星星,春季的夜空里,狮子座特别显眼,那把“镰刀”状的头部让我一下子就认出来了,盯着盯着,脑子里突然冒出一个问题——我们看到的狮子座,它和银河系到底是什么关系?是狮子座包含了银河系,还是银河系包裹着狮子座?这问题一冒出来,我就知道自己得好好理一理了。

趴在窗台上看星星时想到的,银河系和狮子座,到底谁在谁的怀里?

先得把“户籍关系”搞清楚

说实话,这个问题最容易让人犯晕的地方在于——我们平时说的“狮子座”到底指的是什么?如果你觉得狮子座只是那十几颗亮星连成的一个图案,那就太小看它了,天文学家嘴里的狮子座,其实是一块划分好的天区,就像地图上画好的省界一样,国际天文学联合会把整个天空划成了88个星座,每个星座都是一片固定的天区,狮子座就是其中之一,面积大概947平方度,在88个星座里排第12位。

而银河系呢?它是一个实打实的物理天体,一个由上千亿颗恒星组成的大盘子,我们的太阳就待在其中一条旋臂上,银河系的直径大约10万到18万光年,从地球上抬头看,它在天空里投下的“身影”是一条乳白色的亮带,我们管它叫银河

关键点来了——银河系的盘面在天空中的投影,恰好穿过了好几个星座的天区,其中就包括我们所在意的狮子座,所以我可以用一句话说明白:狮子座是一片天区,银河系是一个星系,银河系的部分盘面投影在了狮子座的天区范围内。

狮子座天区里藏着什么“银河系特产”?

既然我们视线穿过狮子座时,实际上正对着银河系盘面的一个特定方向,那这个方向上都有些什么?这事儿值得深挖一下,银河系在狮子座天区里留下了不少“痕迹”,我整理了几个最有意思的:

天体名称 类型 距离(光年) 一句话描述
狮子座三重星系 星系群 约3500万 三个旋涡星系正在互相拉扯
轩辕十四 恒星 约79 狮子座最亮的星,年轻又转得飞快
五帝座一 恒星 约36 狮子尾巴尖上的亮星
狮子座流星雨辐射点 流星雨 每年11月从狮子座天区“喷”出来

你会注意到,这里面有个东西特别扎眼——狮子座三重星系,它们虽然在我们看来位于狮子座天区,但它们可不在银河系里面,M65、M66和NGC 3628这三个星系,距离我们三千五百万光年,是完完全全属于“别人家”的星系,换句话说,我们透过狮子座这扇“窗户”,看到的是银河系之外的深空。

从银河系的角度看狮子座,事情反过来了

刚才是从地球往外看的视角,现在我们换个角度——假如银河系是一张巨大的地图,狮子座在这张地图上是什么位置?

地球在银河系里位于猎户旋臂内侧,距离银心大约2.6万光年,从我们这个位置朝狮子座方向看过去,视线是垂直于银河系盘面向外延伸的,这意味着什么?意味着我们朝狮子座看的时候,实际上是在看“银河系的上方”——先穿过银河系盘面内的一些恒星和星际物质,然后就进入了银晕,再往外就是星系际空间了。

这也是为什么狮子座方向的银河看起来比较暗、比较稀疏,相比起朝着银心方向的人马座那边银河浓烈得像泼了牛奶,狮子座这边的银河薄薄的,就是因为视线穿过的是银河系盘面的“薄边”然后迅速进入了星系际空间。

趴在窗台上看星星时想到的,银河系和狮子座,到底谁在谁的怀里?

太阳绕着银心转,狮子座会跟着变吗?

这里有个容易被忽略的时间尺度问题,太阳绕银心转一圈大概要2.3亿年,而狮子座那些亮星——轩辕十四、五帝座一它们——离我们才几十光年,和太阳算是一个“小区”里的邻居,所以短期来看,狮子座的样子几乎不变,但你要是把时间拉到几千万年甚至上亿年的尺度,这些恒星各自运动,星座的形状会慢慢扭曲变形,最终面目全非。

而在更大的尺度上,整个太阳系带着地球一起在银河系里转,背景星空也会慢慢变化,只不过,狮子座作为天区的定义是人为固定的,天区边界不会因为恒星运动而改变——哪怕里面的星星全跑了,那片天区依然叫狮子座,这也是星座作为“天区”和作为“星群图案”两者之间的本质区别。

一个常见的误会,顺便澄清一下

不少人以为“狮子座流星雨是银河系里的尘埃造成的”,这个说法只对了一半,狮子座流星雨的母体是坦普尔-塔特尔彗星,这颗彗星属于太阳系,而太阳系当然在银河系里,但那些形成流星的尘埃颗粒,是彗星在太阳系内部留下的碎屑,跟银河系星际物质没有直接关系,流星雨的辐射点在狮子座天区,纯粹是地球穿过彗星轨道时,透视效应让所有流星轨迹的反向延长线交汇在那个方向,仅此而已。

写到这里我忽然觉得,每次抬头看狮子座,都像是在通过一扇特定的窗户看宇宙,近处有太阳系的邻居恒星,中间有银河系盘面的薄薄一层,再远一点就是别的星系在深空里浮着,这种层次感,平时根本不会注意到,但一旦知道了,就再也回不去那种“只是几颗亮点”的看星星方式了。

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