银河行业信息

站在仙女座星系里抬头看,我们的银河系会是怎样的存在?

“你说,如果仙女座星系上有外星人,他们晚上看星星的时候,能看见咱们的银河系吗?”我愣了一下,这个问题真的很有意思,我们总是在琢磨从银河系往外看是什么样,却很少反过来想——从外面看我们自己的家,会是怎样的光景。

我说:“能,而且在他们眼里,银河系应该相当壮观。”他以为我在开玩笑,但我是认真的,这个问题背后,其实藏着不少有意思的天文学知识,咱们慢慢聊。

仙女座星系是谁?先认识一下这位“邻居”

仙女座星系,天文学家叫它M31,是离我们银河系最近的一个大型旋涡星系,注意,我说的是大型旋涡星系——这很重要,它距离我们大约250万光年,光都要跑250万年,这个距离听着吓人,但在宇宙尺度上,真的就是隔壁邻居。

你如果在秋天的夜晚找一个光污染少的地方,甚至用肉眼就能看到它——在仙女座方向,有一团模糊的小光斑,古人就见过它,只是不知道那是另一个巨大的星系,里面装着大约一万亿颗恒星,比我们银河系的恒星数量还多。

站在仙女座星系里抬头看,我们的银河系会是怎样的存在?

这张照片是从地球拍到的仙女座星系全貌,你能看到它明亮的核球、旋转的悬臂、周围散落的星团,那如果我们站在其中某一颗恒星周围的行星上,回头朝银河系的方向看呢?

从仙女座看银河系,到底有多亮?

我先说结论:银河系在仙女座星系的夜空中,会是一个非常显眼的天体,尺寸很大,但表面亮度比较暗。这跟我们从地球看仙女座星系的感觉其实差不多,只是角色反过来了,要理解这个,咱得掰扯几个关键的因素。

第一,距离差不多,基本盘面朝向我们

仙女座星系离我们250万光年,银河系离他们也是250万光年,这个距离对双方是公平的,更重要的是角度——我们看仙女座星系,它的盘面几乎是以侧向对着我们,倾斜角大约77度,这意味着仙女座星系上的观测者看银河系,情况也类似:银河系的银盘也是以一个比较大的倾斜角度展现在他们面前,他们看到的不是一个正面的圆盘,而是一个纺锤形或椭长形的光斑,跟我们看到的M31形状很像。

第二,恒星多,但光被“摊薄”了

银河系有大约1000亿到4000亿颗恒星,仙女座星系比这个还多,一颗恒星亮不亮,得看它离你多远,250万光年外,除了极少数特别亮的巨星,你根本分辨不出单颗恒星,这些成千上万亿颗恒星的光融合在一起,就变成了一片柔和的弥漫光晕

我之前用望远镜看M31的时候就深有体会,肉眼直接看,M31只是个模糊的小云团,换成低倍双筒望远镜,它才慢慢“撑开”一些,能看到拉长的椭圆形状,但即便望远镜的口径再大,你也看不到它像照片里那样亮得耀眼——因为它的光均匀散布在很大一片天区里,表面亮度其实很低。

咱们来算一笔“亮度”的账

天文学家衡量天体亮度的方式有两种:视星等(看起来多亮)表面亮度(摊开来每单位面积多亮),我做个简单的对比表格,你一看就明白了:

天体 整体视星等 表面亮度(约值) 肉眼感觉
地球上看仙女座星系 约3.4等 约22 mag/arcsec² 光害小的夜空勉强可见一团模糊
仙女座看银河系 约3.3等(推算) 约22 mag/arcsec² 大致相同,但银河系核球更亮
对比:满月的亮度 -12.7等 约3.6 mag/arcsec² 亮得刺眼

整体视星等3等出头什么概念?大概就跟夜空中一颗不怎么起眼的暗星差不多,但满月的表面亮度极高,因为它所有光都集中在一个小小的圆面上,而星系呢,光被“摊”到比满月大几十上百倍的天区里去了,每单位面积上的亮度自然就低了很多。

所以从仙女座看银河系,大概率就是你得找一个没有月亮、远离城市灯光的夜晚,用眼角余光去“瞥”——天文学家管这叫侧视法,因为人眼视网膜边缘对暗弱光线更敏感——才能看到一团朦胧的、长条形的银色光斑。

银河系在他们眼里长什么样?

如果我们银河系的核心部分恰好正对着他们,那仙女座的观测者会看到银河系的核球特别显眼,银河系中心有一个棒状结构,恒星密度极高,在整体暗弱的光斑里,那块区域会像一个稍微亮一点的“结”,要是他们的双筒望远镜够好,说不定还能隐约察觉到我们银河系悬臂结构投下的尘埃带暗纹——就像我们拍到的M31照片里那样,旋臂边缘有黑色的“剪影”,那其实是尘埃遮挡了后方的星光。

站在仙女座星系里抬头看,我们的银河系会是怎样的存在?

你看这张M31的高清照片,注意那些沿着旋臂内侧分布的暗色条纹,从仙女座看银河系,他们看到的也会是类似的结构——我们银河系的尘埃会遮挡银盘里远处恒星的光,形成暗影,那些暗影恰恰勾勒出了旋臂的形态,有时候我在想,如果有朝一日人类能发个探测器飞出银河系拍张“全家福”,那张照片大概跟这张M31的照片神似。

还有一个未来彩蛋:两个星系的超级合体

之所以聊这个话题让我觉得特别浪漫,是因为这两个星系正在以每秒约110公里的速度彼此靠近,天文学家估计,大约40亿年后,银河系和仙女座星系会碰撞并最终合并成一个巨大的椭圆星系(有人已经给它取好名字了——“Milkomeda”,银河仙女星系),那时候如果还有智慧生命存在,他们的夜空中将同时挂着两个巨大的星系核,然后看着它们慢慢融合,当然了,恒星之间的距离极其遥远,星系碰撞几乎不会造成实际的天体撞击,更多是引力重塑结构。

所以回到朋友最开始的那个问题——仙女座看得到银河系吗?答案是不仅能,而且他们眼里的我们,和此刻我们眼里的他们,几乎就是宇宙里最对称的两个倒影,在浩瀚的暗黑背景里,两个巨大的旋涡星系正隔着250万光年遥遥对望,用彼此模糊而温柔的光,占据着对方夜空里一块细小但永恒的位置,这种感觉,比任何科幻电影都更让我着迷。

站在仙女座星系里抬头看,我们的银河系会是怎样的存在?

关键词: