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抬头看北斗七星时,我脑子里蹦出的那个傻问题

昨晚在阳台上晾衣服,一抬头又看见了北斗七星,勺子形状稳稳当当地挂在北边的天空,跟小时候在乡下外婆家看到的一模一样,盯着那七颗星星看了好一会儿,脑子里突然冒出一个问题——这七颗星星,它们都在银河系里吗?

说实话,问出这个问题的时候我自己都觉得有点蠢,天上的星星不都在银河系里吗?可再一想,好像又不完全对,夜空中那些模糊的光斑,比如仙女座星系,它就不是银河系里的东西,而是另一个星系,那北斗七星这几位,到底是不是"自家人"?

带着这个疑问,我翻了不少资料,发现自己一开始想得太简单了,但答案其实也很直接——是的,北斗七星全都在银河系里,个个都是我们银河系的"土著居民"。这个"是"的背后,藏着很多让人意想不到的东西,七颗星星之间的距离、它们的真实身份、以及它们和我们的关系,远比"都在银河系"这几个字要精彩得多。

抬头看北斗七星时,我脑子里蹦出的那个傻问题

肉眼能看到的星星,基本全是银河系里的

先把话说清楚——我们晚上不借助任何望远镜、光凭肉眼看到的所有恒星,全部都属于银河系,这不是什么巧合,而是由光在宇宙中传播的物理规律决定的。

恒星虽然很亮,但宇宙实在太大了,距离一旦拉远,再亮的恒星在我们眼里也会迅速变暗,银河系的直径大约有10万到18万光年,我们肉眼能看到的最远恒星,基本也就几千光年的样子,再远的,光线传过来就已经微弱到人眼无法感知了,至于其他星系里的单颗恒星?就算把哈勃望远镜搬出来,也很难分辨出遥远星系里的某颗单独的恒星,更别说肉眼了。

北斗七星当然是在银河系里,但这七颗星星之间,可不是什么亲密无间的邻居。

七颗星,其实是各走各路的"路人"

北斗七星从地球上看过去,排列得像一把完美的勺子,这让人很容易觉得它们之间应该有什么关联,像一个"团队"一样绑在一起,但实际上,这七颗星彼此之间的距离远得离谱,它们根本不属于同一个系统,只是在我们的视线方向上恰好投影成了勺子的形状。

来看看这几位"勺子成员"的真实数据:

中文名 西文名 距离(光年) 光谱型
天枢 Dubhe 约123 K0III 橙色巨星
天璇 Merak 约79 A1V 白色主序星
天玑 Phecda 约84 A0V 白色主序星
天权 Megrez 约81 A3V 白色主序星
玉衡 Alioth 约81 A0p 白色特殊星
开阳 Mizar 约83 A2V 白色主序星
瑶光 Alkaid 约104 B3V 蓝白主序星

一眼扫过去就能发现,天枢离我们最远,大约123光年,而天璇、天权、玉衡、开阳这几颗集中在80光年左右,瑶光又是104光年。它们完全不在同一个距离层面上,彼此之间隔着几十光年的虚空,几十光年什么概念?光都要跑几十年,人类目前的探测器飞过去得花上百万年。

更耐人寻味的是它们的运动方向,银河系里的恒星都在围绕着银心旋转,但每颗星的轨道、速度都有细微差别,北斗七星的这几位,有的朝这个方向跑,有的朝那个方向跑,几万年后,它们的位置会发生显著变化,到时候地球上的后代看到的北斗七星,将不再是今天我们熟悉的勺子形状了,据天文学家计算,大约10万年后,北斗七星的形状就会变得面目全非。

开阳星有个"小秘密"

在这七颗星里,开阳星是最有意思的一位,古人早就发现,开阳星旁边有一颗很暗的小星,叫做"辅",古代征兵体检的时候,据说会用能不能看清这颗辅星来测视力,但这个"辅"还不是开阳全部的故事。

用小型望远镜去看开阳星,你会发现它本身就是一个双星系统——开阳A和开阳B相互绕转,构成一对肉眼难以分辨的密近双星。后来天文学家又用光谱分析发现,开阳A本身还是一个分光双星,也就是说它由两颗靠得极近的恒星组成,近到即使用大型望远镜也无法直接分开,只能通过光谱的周期性变化来推断,而开阳B呢?也被发现是一个分光双星,所以开阳这一个"星点",实际上是一个至少包含四颗恒星的小系统。

更有意思的是,那颗"辅"星,在天空中和开阳看起来很近,以前人们一直不确定它是不是碰巧在视线上靠近,2009年有研究指出,辅星和开阳之间的距离虽然很远,但运动特征显示它们可能确实有物理上的关联,如果真是这样,那开阳系统就更加庞大了。

一个小小的亮点背后,藏着四颗甚至更多的太阳,宇宙的"套娃"玩法,真是让人上头。

抬头看北斗七星时,我脑子里蹦出的那个傻问题

北斗七星全都在猎户臂上

银河系是一个棒旋星系,有几条旋臂从中心棒结构的两端延伸出来,太阳系位于一条叫做猎户臂的次级旋臂上,而北斗七星的这几位,也全都在这条旋臂上。

这其实很好理解,猎户臂虽然只是一条"支线"旋臂,但它的跨度也有上万光年,北斗七星距我们不过百来光年,在银河系的尺度上,简直就住在隔壁,用个生活中的比方,银河系就像一座巨大的城市,猎户臂是其中一条街道,太阳系和北斗七星都是这条街上的住户,只不过有的住79号,有的住123号,彼此隔了几十栋楼而已。

说到银河系本身,它和北斗七星还有一个有趣的联系,如果我们有机会去一个没有光污染的黑暗地方,在夏夜抬头看天,会看到一条淡淡的光带横跨天穹——那就是银河系的盘面,而北斗七星的位置,刚好在银河带附近,春季的夜晚尤其适合观察。勺柄指向的方向,大致顺着银河的外缘延伸,古人没有"银河系"的概念,但他们观察到了银河这条"天河",也注意到了北斗七星和天河之间的位置关系,唐代诗人杜甫写"星垂平野阔,月涌大江流",那种星空的壮阔感,大概只有在看到银河与北斗交相辉映时才能真正体会。

都在银河系,但"成分"不太一样

前面提到,北斗七星的主星们光谱型各不相同,天枢是一颗橙色的巨星,已经进入了恒星生命的中晚期,膨胀到了相当大的体积,而天璇、天玑、天权、玉衡、开阳都是白色的主序星,比太阳更热、更亮,正处于青壮年阶段,瑶光是蓝白色的主序星,表面温度超过1万摄氏度,是七颗星里最"火爆"的一位。

这种差异意味着,它们虽然都诞生于银河系的星际物质,但形成的年代不同、初始质量不同,走的演化道路也完全不同。天枢质量更大、演化更快,已经用完了核心的氢燃料,进入了巨星阶段,瑶光是质量最大的那个,燃烧得最猛烈,寿命也会是最短的,天璇、天玑这几位质量适中的,则会在主序阶段待上十几亿年,比太阳的百亿年寿命要短,但也没天枢那么"着急"。

这些星星的"身世"各不相同,却因为恰好投影在地球夜空的一个方向上,被人为地编进了同一个星座,人类赋予它们"斗"和"勺"的含义,赋予它们导航的功能,甚至把"泰山北斗"这样的词写进文化基因里,从某种意义上说,是人类的目光把它们连接在了一起,而不是它们之间真的有什么纽带。

这大概就是观星最迷人的地方——我们看到的是真实存在的星星,但它们组成的图案,却是一个纯粹由于我们的视角而诞生的"巧合"。北斗七星都在银河系里,但它们彼此之间的距离,比它们到地球的距离还要远,天枢在123光年外发着橙色的光,瑶光在104光年外闪着蓝白色的光芒,这中间隔着几十光年的空旷空间,而站在地球上的我们,只用一抬头,就把它们收进了同一个画面里。

下次再看到北斗七星的时候,我大概会盯着天枢多看两眼,这颗橙色的老星星,正在银河系的猎户臂上,和太阳隔着百来光年遥遥相望,而它发出的光,在宇宙中跑了一百多年,恰好在我仰头的那一刻抵达了视网膜,这种事情,不管想多少次,都让人觉得挺奇妙的。

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