昨晚我把望远镜对准了仙女座方向,结果失眠了
说真的,我本来只想测试一下新买的目镜,晚上十点,天终于全黑了,我把那台陪了我三年的道布森望远镜推到院子里,随便对准了仙女座方向,等眼睛适应了黑暗,一个模糊的光斑慢慢在视野里浮现出来——不是恒星,不是星云,是一整个银河系。
仙女座星系,M31,距离我们大约250万光年,我看到的那个光斑,是数千亿颗恒星混在一起的光芒,它们在250万年前出发,穿越了难以想象的虚空,正好在我抬头的那一刻抵达了视网膜,然后我就失眠了,满脑子都是一个问题:我到底看到了什么?
朋友第二天问我,你那望远镜能看清楚其他银河系里的星星吗?我说不能,一颗都分不出来,他说那你兴奋什么,这个问题问得真好,因为大多数人对于"用天文望远镜看其他银河系"这件事,想象的画面和实际情况完全是两回事。
你看的不是"画面",是"远古邮件"
有一个事实说出来挺反直觉的:就算用最顶级的业余望远镜,你看仙女座星系也只是一团朦胧的椭圆光晕,边缘渐渐消失在黑暗里,核心稍微亮一些,你不会看到清晰的旋臂结构,更不可能分辨出单个恒星,那些壮丽的螺旋图像是专业天文台长时间曝光叠加出来的,人眼做不到。
但真正让人震撼的东西藏在另一个维度里。
费曼曾经在一次讲座里提到一个细节,大意是说:当一个光子从遥远星系的核心出发,它要在那个星系里穿行十万年,然后飞过两百多万年的星际空间,穿过银河系的盘面,穿过地球大气层,最后精确地击中你视网膜上的一个视杆细胞——而它出发的那个时候,地球上还没有人类,南方古猿正在非洲草原上蹒跚学步,那个光子已经上路了。
这就是用望远镜看其他银河系的真正意义,你看到的不是一张照片,你碰触到的是时间本身,每一个到达你眼睛的光子都是一封来自远古的邮件,上面盖着时间的邮戳。
肉眼能看到几个银河系?这事比你想的有意思
大部分人以为肉眼能看到的"星星"都在银河系内,这没错,但有少数几个例外,在北半球,仙女座星系是唯一肉眼可见的其他大星系,前提是你得在完全没有光污染的地方,还得知道往哪看,实际上你看到的也不是整个星系,只是它最亮的核心部分,大概只有满月直径的六分之一。
南半球的人运气更好一些,大小麦哲伦云肉眼清晰可见,它们是银河系的卫星星系,离我们"只"有十六七万光年,严格来说它们也是"其他银河系",只不过被我们银河系的引力绑住了。
下面这张表可以帮你直观感受一下这个差距:
| 观测目标 | 类型 | 距离(光年) | 肉眼可见? | 业余望远镜效果 |
| 月亮 | 卫星 | 3秒 | 是 | 环形山清晰可见 |
| 土星 | 行星 | 约1.3小时 | 是(光点) | 能看到光环 |
| 猎户座大星云 | 银河系内星云 | 1344年 | 是(光斑) | 气体云结构可见 |
| 大麦哲伦云 | 不规则矮星系 | 3万年 | 是(南半球) | 可分辨星团和星云 |
| 仙女座星系(M31) | 旋涡星系 | 250万年 | 是(极暗条件) | 椭圆光晕,可辨尘埃带 |
| 三角座星系(M33) | 旋涡星系 | 300万年 | 极难(几乎不可能) | 非常暗弱的光斑 |
| 室女座星系团成员 | 各类星系 | 5000万-6000万年 | 否 | 极暗光点,需大口径 |
注意最后一行的数字:五千万到六千万年,当你用一台12寸以上的望远镜指向室女座星系团方向,找到那些勉强能分辨的暗淡光点时,你接收到的光在恐龙灭绝之后不久就已经出发了,这个想法让我每次观测都起鸡皮疙瘩。
我到底需要什么样的望远镜?一个真实的选购思路
逛天文论坛的时候经常看到类似的问题:"预算一千五,想看其他银河系的旋臂,买什么望远镜好?"每次看到这种帖子我心里都会咯噔一下,因为这个问题本身就带着一个需要纠正的误解。
先说结论:口径是你唯一真正需要关心的参数,对于河外星系观测,集光能力压倒一切,那些暗淡的光子已经飞了几百万年,你的任务就是尽可能多地抓住它们。
观测河外星系的体验大概是这样的:
- 口径80mm以下:仙女座星系能看到核心光斑,其他星系基本别想,除非你有一个极其黑暗的观测点
- 口径150mm-200mm:这是大多数认真爱好者所在的区间,仙女座星系能感觉到延展的形状,M33在极好条件下可见,室女座星系团里最亮的几个成员(比如M87)能勉强辨别
- 口径300mm以上:开始进入"星系狩猎"的领域,可以尝试寻找仙女座星系里的球状星团,室女座星系团里几十个成员陆续可见,偶尔还能捕捉到一些特殊星系的结构暗示
不过我得说句大实话:硬件只是一半,观测地点和大气条件是另一半,我把望远镜从小区院子里搬到离城四十公里外的山上时,看到的细节差别比换一台更大的望远镜还明显,光污染是河外星系观测的头号杀手,那些珍贵的暗淡星光在城市的钠灯面前毫无还手之力。
蓝移的例外,和那个正在靠近我们的邻居
大多数星系都在远离我们,它们的光谱显示红移,宇宙膨胀把星系之间的距离越拉越大,但仙女座星系是个例外,它的光谱显示蓝移——它正在朝我们靠近,速度大约每秒110公里。
这意味着大概40亿年后,仙女座星系和银河系会撞在一起,观测数据表明两个星系的外围已经开始接触了,星系碰撞不是汽车相撞,恒星之间的距离足够大,真正的恒星碰撞概率极低,但引力会把两个星系的形状彻底撕碎重组,最终合并成一个巨大的椭圆星系。
有时候我想,如果那时候还有智慧生命存在于这个合并后的星系中,他们抬头看到的夜空会是什么样子?也许完全不会意识到自己生活的星系曾经是独立的两个,他们可能像我们现在一样,用他们那个时代的望远镜对准其他更遥远的银河系,思考着差不多的宇宙问题。
昨天晚上我又把望远镜搬了出来,月亮还没升起,仙女座方向的那团光斑比上次感觉又亮了一点点,当然这只是心理作用,或者大气透明度更好了一点,但我就是忍不住盯着它看了很久,250万年前的光,穿过空无一物的星际空间,穿过地球摇摆的大气,稳稳地落在我眼睛里,那个瞬间,我和宇宙之间那层薄薄的隔阂好像消失了,不是什么玄学体验,就是单纯觉得,能活在一个可以用望远镜看到其他银河系的时代,真挺幸运的。