原来我们住在宇宙的回旋镖里—聊聊银河系这个棒旋星系

说实话，小时候我一直以为银河系是个完美的“漩涡”，像咖啡拉花那种优雅的螺旋，直到后来才知道，我们其实住在一个棒旋星系里——中间横着一根粗壮的“棒子”，像极了回旋镖的形状，这件事本身挺颠覆的，就好像你住了几十年的房子，突然有人告诉你客厅中间有根承重柱,而你居然从来没注意到。

那到底什么是棒旋星系？简单说，就是星系中心不是圆滚滚的核球，而是被拉长成一根棒状结构，旋臂从棒的两端甩出去，而不是从中心直接伸出来，天文学家给银河系画的“肖像”，就是这样一个SBbc型棒旋星系（哈勃分类里的一个细分），这根“棒”有多长呢？大概27000光年，横在银河系中心,斜斜地对着我们。

怎么知道银河系长这样？

这就有点尴尬了——我们站在银河系里面，想看清它全貌，就像一只趴在盘子上的蚂蚁想知道盘子长什么样,天文学家靠的是这几招：

• 数星星：通过红外和射电波段观测，尘埃挡不住这些波长，就能“穿透”看到恒星分布,斯皮策太空望远镜在这件事上立了大功。
• 测气体：用一氧化碳分子和中性氢的谱线追踪旋臂位置（比如CfA巡天和澳大利亚的HIPASS项目）。
• 找运动轨迹：盖亚卫星测量了十几亿颗恒星的位置和速度，发现中心区域的恒星轨道是被拉长的,这就是棒状引力场存在的铁证。

2005年，斯皮策团队用红外图像数出了银河系中心那根“棒”里大约3000万颗恒星，一下子把这个事敲定了，后来盖亚的数据更精确地“画”出了棒的形状和角度。

这根“棒”到底在干嘛？

别以为它只是个静态的结构，这根棒其实是个“搅拌器”，它旋转着推动气体和恒星流动,干了好几件大事：

作用	简化的理解
输运气	把外围的气体顺着旋臂“喂”进中心黑洞附近，每年大约输送相当于一个太阳质量的物质
催恒星	气体在棒的两端被压缩，触发了赫歇尔太空望远镜观测到的那些活跃恒星形成区
塑结构	棒和旋臂连接处的共振，维持着银河系“回旋镖”般的整体形态

说到这你可能会想，银河系的旋臂到底是四条还是两条？主流观点从HIPASS巡天和斯皮策的观测结果倾向于四条主旋臂——英仙臂、矩尺臂、盾牌-半人马臂和人马臂，但也有人坚持认为是两条主臂加一些分支，我自己觉得这事还没完全吵完，毕竟我们站在盘面里,视线本身就受限。

生活在回旋镖里的我们

太阳系目前位于猎户臂里——一个不太起眼的本地分支，距离银心大概26000光年，有意思的是，太阳系和银河系棒状结构的夹角大约在20到30度之间，每年夏天，如果你去光污染少的地方，能在地平线附近看到银心方向微微隆起的部分，那里就是那根“棒”的区域，不过我试过几次，肉眼其实分不出棒和旋臂的区别,但知道它就在那儿的感觉还挺奇妙的。

金星现在应该已经转到晨星位置了，天亮前东边那颗特别亮的星就是它，这些事说起来好像毫不相关，但都在同一片天空下，我们脚下的地球，太阳系，猎户臂，那根长长的恒星棒……宇宙就是这么一个套一个的结构，而我不过是站在某个角落,偶尔抬头瞥见了亿万分之一的光。