银河系在哪儿都能看到吗?聊聊抬头看天这件小事
前阵子带孩子回老家,一个连路灯都稀稀落落的小村子,夜里推门出去,我五岁的儿子突然拽住我袖子,指着天上一条朦朦胧胧的亮带问:"爸爸,那是什么?"我说那是银河,他歪着脑袋想了一会儿,问了一个让我愣住的问题:"银河系在哪儿都能看到吗?咱们家楼下怎么看不见?"
这问题问得真好,我当时蹲下来跟他解释了半天,现在也想把这段解释写下来,答案其实可以很简单,但往深了想,它牵出一连串有意思的事情。
你看到的"银河",其实是银河系的横截面
先得搞明白一件事:银河和银河系,说的不是同一个东西。银河系是我们所在的星系,一个巨大的旋转盘,里面装着大约一千亿到四千亿颗恒星,太阳只是其中不起眼的一颗,而我们抬头看到的那条银白色光带,其实是银河系盘面在我们视线方向上的投影——因为地球就处在这个盘面内部,我们等于是从盘里往外看,大量遥远的恒星密密麻麻地挤在一起,肉眼分辨不出单颗星星,就成了朦朦胧胧的一条亮河。
打个比方吧,你站在一个巨大的薄饼内部,薄饼里嵌着无数发光的糖粒,朝薄饼的平面方向望去,无数糖粒叠成一长条模糊的亮带;朝薄饼的侧面、也就是垂直于平面的方向看过去,糖粒就稀疏得多,只能看到零散的几颗。那条亮带就是"银河",而这个薄饼整体才是"银河系"。
所以回到我儿子问的那个问题,他说的"银河系在哪儿都能看到吗",其实是在问:那条叫"银河"的光带,是不是无论站在地球上哪个角落、无论什么时间都能看见?答案嘛,真不是。
光污染:银河最大的"隐形对手"
我们家楼下看不见银河,原因就六个字:光太亮,天太亮。
城市里到处都是路灯、广告牌、车灯、楼宇照明,这些人工光线打到空气中的微尘和水汽上,散射开来,把夜空背景照得一片灰蒙蒙,这叫天光污染,当夜空背景亮度远远超过银河本身的表面亮度时,银河就彻底淹没在这片灰背景里,肉眼根本分辨不出来,银河的表面亮度其实很低,大约每平方角秒22到23等星等,比很多人想象的要暗得多,相比之下,城市夜空的背景亮度经常能到每平方角秒17到18等,甚至更亮,这中间的差距,足够让那条千年以来人类都在仰望的光带,从我们的视野里彻底消失。
有一个国际上常用的衡量夜空黑暗程度的指标叫波特尔暗空等级,从1级到9级,数字越大光污染越严重,我整理了一个小表,可以大致感受一下:
| 波特尔等级 | 光污染程度 | 能看到银河吗? | 典型地点 |
| 1级 | 完全无光污染 | 银河极其明亮,连地面都能照出影子 | 极偏远无人区 |
| 3级 | 轻微光污染 | 银河结构清晰可辨 | 普通乡村 |
| 5级 | 中等光污染 | 银河勉强可见,但很暗淡 | 远郊、小镇边缘 |
| 7级 | 严重光污染 | 银河完全不可见 | 城市近郊 |
| 9级 | 极严重光污染 | 连很多亮星都难以辨认 | 大城市中心 |
说实话,我第一次看到这个分级的时候,还特意对照着回忆自己见过的夜空,城市中心就是典型的9级天区,肉眼能看到的星星屈指可数,我住的小区勉强算个5到6级,深秋的晚上使劲辨认,偶尔能察觉到天鹅座方向有一点点朦胧的迹象,但说那是银河,实在有点心虚。
纬度这东西,也挺关键的
光污染好理解,另一层原因可能很多人没琢磨过:银河不是均匀地铺满整个天空的,它是一个盘面结构,地球自转轴和这个盘面之间有一个大约63度的夹角,这就导致了,地球上不同纬度能看到银河的范围、高度和季节都差别很大。
银河最亮最壮观的部分,集中在人马座方向附近,那是银河系中心所在的位置,这个区域在南半球中纬度地区表现得最慷慨——在南纬30度附近,银心几乎可以升到头顶正上方,我在智利出差时见过一次,那种整个天空的穹顶中心横贯着一条粗壮明亮的星河的感觉,和北半球看到的完全不是一回事。
在咱们北半球中纬度地区,比如北京、西安、郑州这一线,银心部分只有在夏季的夜晚才会从南方地平线附近升起来,而且高度始终很低,贴着南边地平线晃悠,北纬40度左右的地区,银心最高也只能升到地平以上不到20度,很容易就被远处城市的辉光或者低空的薄雾遮挡住了,再往北走,比如到了北纬60度以上的高纬度地带,银心干脆就永远在地平线以下,这辈子都看不见。
所以说,就算没有光污染,不同地理位置看到的银河景象也是天差地别的,这不是银河系偏心眼,纯粹是几何视角导致的。
季节也会把银河藏起来
还有一个很生活化的因素:季节,地球绕太阳公转,使得夜空朝向银河系中心的方向随着季节轮转,在北半球,夏季的夜晚恰好朝向银心所在的方向,所以夏季银河最壮观,亮带最宽最厚,还能看到天蝎座、人马座那片密密麻麻的星区,而冬季的夜空朝向的是银河系外围,恒星密度低得多,银河就显得暗淡稀薄,如果不特意去找,很容易忽略过去。
换句话说,就算你站在完美的暗夜地点,在冬天想看到壮丽的银河也很困难,它还在那里,只是变得极淡、极细,像一条被抹布擦过的痕迹,我有一年十二月专门跑去川西高原一个暗夜条件极好的地方,带着满心期待想拍冬季银河,结果那个晚上肉眼看了半天,才隐隐约约确认它确实在天上,那一刻我才真正理解了"季节银河"这个概念不是书本上的空话,是实实在在会让人找不着的东西。
月球:一个容易被忽略的"天然探照灯"
说到这儿,还有个经常被漏掉的因素:月亮,农历十五前后,满月的光亮足以把夜空照成类似光污染7到8级的效果,别说银河了,连一些较暗的星座都难以辨认,很多初学拍星空的朋友,满怀兴致地挑了个满月的夜晚出门,回来很沮丧地问我为什么什么都拍不到,其实也没啥,就是月亮太亮了,把银河淹没在了它自己洒下的银光里。
真正适合看银河的窗口期,是农历初一前后,或者月亮还没有升起、已经落下的时候,很多有经验的星空观测者会专门查月相日历和月升月落时间,就为了精准避开这个天然大灯。
把这几件事串起来看
我儿子问的"银河系在哪儿都能看到吗",掰开了揉碎了说,大概是这么个情况:
- 你得先离开城市的光污染区,夜空背景暗到波特尔4级以下,银河才可能用肉眼看清。
- 你得选对纬度,北半球中低纬度和南半球中纬度最容易看到银心,高纬度地区则永远与银心无缘。
- 你得挑对季节,北半球夏季是最佳窗口,冬季银河要碰运气,不是完全看不见,但极淡。
- 你还得避开满月前后那些日子,月亮亮得跟探照灯似的,什么银河都没戏。
这几个条件同时满足,其实挺苛刻的,据统计,全球超过百分之八十的人口生活在不同程度的光污染之下,其中大约三分之一的人这辈子从来没有用肉眼看见过银河,这条数字让我想起卡尔·萨根在《暗淡蓝点》里写过的一段话,他说我们的祖先在每一个晴朗无月的夜晚都能看到银河,而现在,很多人甚至不知道自己失去了什么。
话说回来,银河并不是什么稀罕得不得了的东西,它就在那里,只是需要你稍微挪一挪位置,选一选时间,我老家那个小村子离我住的城市不过三个小时车程,但一到夜里,银河就从东北到西南横贯整个天空,亮到让人想不出合适的词来形容,我儿子那天晚上盯着看了很久,最后只说了一句"好大啊"。
好了,我也差不多说完了,下次你要是去乡下或者山里,不妨挑个没有月亮的夏夜,找个开阔的地方仰头看看,运气好的话,那条银白色的河会安安静静地挂在天上,就像它一直在那里一样——只不过平时我们离它的距离,隔着的不是光年,而是头顶那层灰扑扑的城市灯光。