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。
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。
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。