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银河系那么大,为什么装不下心宿二这颗红巨星?

晚上出门散步,抬头正好看见天蝎座,那颗泛红的心宿二一闪一闪的,身边的朋友突然问我:“你说银河系大还是心宿二大?”我愣了一下——这问题有点意思,一个是恒星,一个是星系,怎么比?

其实他是在问:银河系和心宿二,到底谁的个头更大? 我们得先搞清楚它俩到底是什么。

心宿二是天蝎座α星,一颗红超巨星,距离我们大约550光年(Hipparcos卫星数据)。银河系呢,是我们太阳所在的棒旋星系,包含了上千亿颗恒星。

这个问题的答案其实毫无悬念——银河系大得多,但数据摆出来的时候,还是让人倒吸一口凉气。

比较对象直径相当于
地球约1.27万公里1个地球
太阳约139万公里109个地球
心宿二约8.8亿公里约630个太阳直径
银河系约10万光年约10亿亿公里

等一下,10万光年是什么概念?光走一年的距离大约是9.46万亿公里,那银河系的直径大概相当于10亿亿公里,而心宿二的直径才8.8亿公里——银河系的直径是心宿二直径的1亿倍还多

打个比方你就真懂了

如果心宿二是一粒沙子那么大(直径1毫米),那银河系按比例就相当于——地球直径的两倍多,大概两万多公里宽,一粒沙子,对上一颗比真实地球还大的球体。

银河系那么大,为什么装不下心宿二这颗红巨星?

这还没完,银河系是一个立体的结构,除了盘面还有银晕、暗物质晕,而心宿二只是一颗恒星,尽管它是红超巨星——个头在恒星里算巨无霸了。

等等,光年到底多大?

很多人对光年没感觉,这么想:

  • 月球离我们约1.28光秒
  • 太阳光到地球需要8分钟
  • 太阳系边缘大概1光年
  • 最近的恒星比邻星,4.2光年

而银河系是10万光年,光从这头跑到那头得走10万年,心宿二的光到地球才走了550年,还在银河系的“近郊”呢。

那如果把心宿二放到银河系里呢?

心宿二的个头在恒星里真排得上号,太阳在它面前就是个小不点——如果把太阳放在心宿二中心,心宿二的表面能吞没到火星轨道甚至更远的地方,但在银河系这个尺度上,它渺小得连像素点都算不上。

银河系那么大,为什么装不下心宿二这颗红巨星?

银河系里像心宿二这样的红超巨星多得是,比如盾牌座UY,直径更是心宿二的将近两倍,银河系里目前估算的恒星数量在1000亿到4000亿颗之间(ESA Gaia任务数据),心宿二只是其中一个。

层次感一旦建立,就回不去了

很多科普把恒星和星系混在一起讲,其实对初学者挺不友好,我觉得可以这么理解层级:

  • 行星 < 恒星 < 恒星系统 < 星团 < 星系 < 星系群 < 超星系团

每一级都差着至少好几个数量级,心宿二停在第二层,银河系站在第五层,中间差了三层,每一层都隔着一片天。

朋友听完沉默了几秒,然后说:“所以心宿二看着挺大一颗,结果在银河系面前连沙子都不是。”我说对,而且这沙子还特别红,特别亮——可它仍然是沙子。

下次再看到天蝎座那颗红星的时候,你心里肯定有数了,那种感觉挺奇妙的,明明知道它巨大无比,但又清楚地知道,在银河系的尺度里,它只不过是一粒尘埃,而我们站在地球上仰望星空,恰好看到了这粒发光的尘埃。

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