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北斗七星不在银河系里?等等,它们到底在哪

前几天晚上带孩子在阳台看星星,他忽然指着天上那个巨大的勺子问:“爸爸,北斗七星在银河系里吗?”我下意识想回答“当然在啊”,可话到嘴边又咽了回去——这事儿吧,还真值得好好掰扯掰扯。

先把天上的“两条河”分清楚

咱们得先搞明白一个特别容易弄混的概念,晚上抬头看天,星星散布在漆黑的夜空里,看起来都差不多远,但实际上它们之间的距离可能差着十万八千里,而我们平时说的“银河”,其实有两层含义。

第一层,是目视银河,就是夏夜横跨天际的那条朦朦胧胧的光带,像一条发亮的河流,这是银河系的银盘在我们视线方向上的投影,是我们肉眼能看到的银河系的一部分,第二层,是银河系本身——这个直径超过10万光年、包含千亿颗恒星的巨大星系,我们的太阳系就住在它的一条旋臂上。

北斗七星不在银河系里?等等,它们到底在哪

这个问题之所以容易让人愣住,就是因为“在银河系嘛”这个问法本身就有两种理解,一种理解是:北斗七星是不是位于那条肉眼可见的银河光带里?另一种理解是:北斗七星是不是银河系这个星系里的成员?答案完全不一样。

北斗七星的“家庭住址”

先说北斗七星本身,它是大熊座的一部分,由七颗亮星组成,形似勺子,这七颗星分别是:天枢、天璇、天玑、天权、玉衡、开阳、摇光,听起来像一家人对不对?但真相是——它们压根不住在同一栋楼里

这七颗星离我们的距离各不相同,我把它们的距离和光谱类型整理了一下:

北斗七星不在银河系里?等等,它们到底在哪

星名 距离(光年) 光谱类型
天枢 约123 K0III 橙色巨星
天璇 约79 A1V 白色主序星
天玑 约84 A0V 白色主序星
天权 约58 A2V 白色主序星
玉衡 约81 A3V 白色主序星
开阳 约83 A2V 白色主序星
摇光 约104 B3V 蓝白主序星

你看看,最近的天权离咱们只有58光年,最远的天枢在123光年之外,中间差了将近一倍,它们只是刚好从地球这个角度看过去排成了勺子的形状,这种巧合在天文学上叫“视星等排列”,说白了就是纯属我们视角上的缘分,而且值得注意的是,除了天枢是一颗步入老年的橙色巨星,其他几位基本都是年轻力壮的A型或B型主序星——它们的物理性质、年龄和运动方向都不一样,根本不是一个真正的恒星群。

回到那个让人纠结的问题

行了,搞清楚这些基础信息,终于能正面回答问题了。

如果你问的是“北斗七星在目视银河里吗”——答案是不在,北斗七星位于大熊座方向,在天球上的位置离那条银白色的光带还挺远的,夏天晚上你出去看,银河最亮的部分从天蝎座、人马座一路往上跨过天鹅座,而北斗七星高高挂在北天,跟银河带子隔了老远,你几乎不可能把北斗七星和那条朦朦胧胧的银白色光带搞混,它们在天上各占一方。

北斗七星不在银河系里?等等,它们到底在哪

但如果你问的是“北斗七星是银河系里的恒星吗”——答案是当然是,这七颗星,每一颗都是不折不扣的银河系成员,它们跟太阳一样,绕着银河系中心公转,只是轨道参数各不相同,所有肉眼可见的恒星,除了极个别例外(比如仙女座星系里那些需要望远镜才能分辨的单颗恒星),全都是银河系里的“本地居民”,北斗七星离我们最远才一百多光年,而银河系直径十万光年,它们妥妥地住在同一个星系家园里。

费曼说,别让名字骗了你

物理学家费曼有句话我特别服气,大意是说:知道一个东西叫什么,和真正了解它,完全是两回事。北斗七星这个例子就特别典型。“北斗七星”只是人类站在地球上用眼睛画出来的一幅天球连线图,它描述的是我们看到的模样,而不是星星之间的真实物理关系,这七颗星既没有引力束缚,也没有共同的起源,它们就是碰巧在我们视线方向上凑成了一个勺子的形状。

再往深里说一层,我们现在看到的北斗七星也不是它“的样子,天枢离我们123光年,意味着我们看到的其实是它123年前发出的光,摇光是104年前,你眼前这个勺子,每一颗星代表的是不同年代的“历史影像”,时间跨度能有好几十年,如果你能在几十光年外的某颗行星上回望太阳,你看到的也会是一颗属于过去的太阳。

我给孩子解释完“它们都在银河系里,但不在那条银白色的河上”之后,他似懂非懂地点了点头,又抬头看了一眼天上的勺子,忽然觉得,知道这些数字和事实并不妨碍北斗七星的好看,反倒是因为了解了它们真实的样子——七颗毫无血缘关系的恒星,各自在银河系里运行,偏偏在我们眼里组成了一个永恒的图形——这种偶然才更让人着迷。

下次晚上出门,你可以往北边天上看一眼,那个勺子还在那儿,跟几千年前我们的祖先看到的大致相同,只是现在你知道,它不是一条真正的“河”里的七颗石头,而是银河系这片浩瀚海洋里,恰好被你瞥见的七点孤光。

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