晚上遛弯抬头看星星,朋友突然问,银河系包括北斗七星吗?
其实这个问题,我小时候也迷糊过,那会儿夏天躺在凉席上数星星,北斗七星是最好认的,像一把大勺子挂在天上,后来学了点天文知识,才知道银河系是咱们整个星系的名称,北斗七星是几颗恒星组成的图案——它俩的关系,就好比你问“中国包括门口那棵老槐树吗”,听起来哪里不太对,但细想又有点意思。
咱们先把这件事说清楚。银河系是一个包含千亿颗恒星的庞大星系,北斗七星里的每一颗星都在银河系里面,所以银河系当然“包括”北斗七星。但这个问题之所以会产生,是因为我们习惯把星空分成两类来看:一类是横跨天穹的那条乳白色光带,老百姓也叫它“天河”;另一类是一个个独立的星座和星群,北斗七星属于大熊座,是星群而不是官方星座,但它实在太显眼,自古以来就被单独拿出来说事儿。
我画了张图,一眼就能看明白它们的位置关系,太阳系就在银河系的一个旋臂上,北斗七星那七颗星分布在离我们不到130光年的范围内,而整个银河系的直径大概有10万到18万光年,换句话说,北斗七星不过是银河系里的一个“小街区”,我们住在这个街区里,抬头就能看见邻居家的几盏亮灯。
北斗七星的七颗星分别叫天枢、天璇、天玑、天权、玉衡、开阳和瑶光,有意思的是,它们并不都离我们一样远,天枢大约124光年,瑶光最近只有81光年左右,而且它们各自在银河系里的运动方向也不完全一致,几万年前的北斗七星形状跟现在看到的就不太一样,再过几万年还会继续变形。所以咱们现在看到的这把“勺子”,其实只是一个暂时的巧合。宇宙里没什么是固定不变的,连星星的排列都在悄悄挪动。
那再回到开头那个问题——为什么有人会以为北斗七星不在银河系里?我猜有两个原因,第一,银河系这个概念太宏大,平时我们用肉眼看见的那条“银河”,其实只是银河系盘面投影在天球上的视觉效果,很多人就误以为只有那条光带才算银河系,北斗七星不在那条亮带上,看起来像是一组独立的星星,就容易让人觉得它“不在银河系范围里”,第二,不少科普图书喜欢把银河系画成一个漩涡状的大盘子,旁边标注太阳的位置,北斗七星却从来没在那些示意图里单独出现过,这也在无形中制造了距离感。
打个生活中的比方吧。银河系就像整座城市,北斗七星是你家窗外能看到的那几栋标志性大楼。大楼当然在城市的范围内,但你平时跟人说起这座城市,可能只提主干道和地标,不会专门说那几栋楼,银河系实在太大了,大到我们日常聊星空的时候根本用不着拿它来衡量北斗七星的位置,于是就有了那种奇怪的疏离感。
顺便列一下北斗七星跟银河系的基本数据对照,看起来会更直观:
| 对比项 | 银河系 | 北斗七星 |
| 类型 | 棒旋星系 | 星群(恒星组合) |
| 尺度 | 直径约10-18万光年 | 跨度约几光年到一百多光年 |
| 包含天体 | 数千亿颗恒星及大量星云星团 | 7颗主要恒星 |
| 与太阳系距离 | 太阳距银心约2.6万光年 | 北斗七星距太阳81-124光年 |
| 肉眼可见性 | 可见为横跨天球的暗淡光带 | 北半球常年清晰可见 |
说到这儿,你可能还有一个延伸的疑问:北斗七星是不是都在银河系的同一条旋臂上?答案是不一定,银河系有好几条旋臂,太阳本身位于猎户臂的内侧边缘,而北斗七星里的多数成员也在猎户臂附近,但它们的位置有前有后、有深有浅,并不是整齐排成一排,所以严格来讲,它们只是“大致在同一区域”,不像葡萄串那样扎堆儿。
另一个挺多人搞混的点,是把北斗七星跟“天河”——也就是银河系的光带——画等号,其实这是两个完全不同的概念,银河系光带是无数颗遥远恒星叠加在一起的光芒,北斗七星是七颗离我们特别近的亮星,只不过它们正好投影在天球上银河带之外的方向,所以视觉上没有重叠在一起,这件事在《中国国家天文》杂志的星群专题里也提到过:北斗七星在银河系内,但不在银河带方向,这是造成公众混淆的主要原因。
其实我觉得,抬头看星星的时候不用老想着银河系那个尺度,太累了,你只要知道北斗七星就是银河系里离我们很近的七盏灯,它们和太阳一样,都在这个巨大的星系里围着银心慢慢转,今晚要是天晴,出门找找那把勺子吧——开阳旁边还有一颗小小的辅星,视力好的人能分辨出它们是双星,古人招考弓箭手的时候,还把它当成测视力的标靶呢。