银河系到底算个什么形状的星系？这事儿比你想的有意思

前几天晚上带孩子看星星,她突然问我："爸爸，我们住的这个银河系，到底长什么样啊？" 我愣了一下，心想这事儿还真不是一句"像个盘子"就能说清楚的，于是干脆坐下来，好好把这个问题捋了一遍，结果发现，银河系属于哪一种形式这个看似简单的问题，背后藏着一整套天文学家花了几十年才搞明白的故事。

直接说答案：银河系属于棒旋星系，具体一点，是带有中心棒状结构的棒旋星系，英文叫 Barred Spiral Galaxy，在哈勃星系分类体系里，它的代号大概是 SBbc 或者 SBc 这个区间——这个我们后面再说。

先弄明白一件事：星系到底分几种

要想知道银河系属于哪一种,得先知道市面上都有哪些"户型"，1926年，埃德温·哈勃提出了那个著名的哈勃音叉图，把星系分成了几大类：

• 椭圆星系——圆滚滚或者橄榄球形，没什么结构，气体少，恒星老，看起来就像个发光的大鸡蛋。
• 旋涡星系——有漂亮的旋臂，从中心向外螺旋伸展，银河系就属于这个大类。
• 棒旋星系——旋涡星系的一个变种，中心不是圆核，而是一条恒星构成的"棒"，旋臂从棒的两端伸出去。
• 透镜状星系——介于椭圆和旋涡之间，有个盘但没有明显的旋臂，像个压扁了的透镜。
• 不规则星系——乱七八糟没个固定形状的，通常比较小，比如大小麦哲伦云。

这里有个容易让人犯迷糊的地方：很多人以为银河系就是普通的旋涡星系，其实在上世纪90年代之前，天文学家确实拿不准，因为我们自己就住在银河系的盘面里，像一块披萨上的蘑菇片，很难看清整张披萨长什么样，后来通过红外巡天和气体动力学观测，特别是斯皮策太空望远镜的数据，才确认了——银河系中心有一条明显的棒状结构，长度大约2.7万光年，跟银盘平面有一定夹角。

棒旋星系的"棒"到底是个什么东西

这个棒不是实心的棍子,而是由几十亿颗恒星密集排列成的狭长结构，它一直在自转，像一个巨大的搅拌棒，把星际气体和恒星往中心区域输送，这个过程对星系的演化影响很大——气体被搅到中心，可能会触发中央黑洞的活动，也可能催生新的恒星形成区，银河系中心的那个超大质量黑洞人马座A*，之所以周围那么热闹，跟这个棒的存在脱不了干系。

说到这儿你可能想问：那银河系具体算棒旋星系里的哪一个子类型？这就是前面提到的那串字母SBbc的含义，哈勃把棒旋星系按旋臂缠绕的松紧程度分成SBa、SBb、SBc三类：

子类型	旋臂特征	中心棒与核球
SBa	旋臂缠得紧，几乎绕成一个圈	棒粗壮，核球大而亮
SBb	旋臂舒展一些，但仍比较清晰	棒和核球中等大小
SBc	旋臂松散，分支多，像节日的烟花	棒相对细长，核球小

银河系被归在SBbc这个过渡型,也就是说介于SBb和SBc之间——旋臂不算特别紧也不算特别散，中心核球中等大小，棒状结构明显但不夸张，这个定位来自对恒星分布、气体运动速度以及旋臂形态的综合测量，包括盖亚卫星对几十亿颗恒星位置和运动的精确数据。

（图片位置：银河系棒旋结构示意图——从上方俯视的视角，中心黄色棒状结构向两侧延伸出多条旋臂）

为什么银河系长成这样而不是别的样子

这事儿归根到底跟角动量和引力有关,星系形成初期，一大团气体在引力作用下收缩，因为本来就有微小的旋转，角动量守恒让旋转速度越来越快，于是塌缩成一个旋转的盘，中心密度高的地方先形成恒星，这些恒星在引力扰动下会排列成棒状图案——这是一种很自然的动力学结果，宇宙中差不多三分之二的旋涡星系都有棒，银河系并不特殊。

不过有个细节值得一提：棒结构不是永久的，天文学家发现，随着时间推移，棒会慢慢变粗变慢，最终可能瓦解，星系就退化成没有棒的标准旋涡星系，然后再过几亿年，又有可能重新形成新的棒，银河系现在的棒大概处于"中年"阶段，据估计形成于大约80到100亿年前。

（图片位置：哈勃音叉图分类示意——从左到右展示椭圆星系、透镜星系，然后分叉为正常旋涡和棒旋涡两条序列）

把这个答案放进日常生活里是什么感觉

说这些数字和分类可能有点干巴,但你试着这样想：夏天晚上你看到的那条横跨天际的乳白色光带，其实只是银河系盘面的一部分，太阳就位于其中一条叫猎户臂的次级旋臂内侧，你朝人马座方向看的时候，其实是在往银河系中心的方向看，只不过中间隔着厚厚的尘埃云，肉眼看不到那颗400万倍太阳质量的黑洞，而那条看不见的恒星之棒，就横亘在人马座、天蝎座和矩尺座之间的方向上，默默转动着整个星系的引擎。

下次有人问你银河系是什么形状,你不妨直接说："棒旋星系，SBbc型，听起来像个产品型号，但其实就是宇宙里最家常的那种带旋臂的盘子，只不过盘子中间横着一根恒星做的搅拌棒。" 这样说，既对又亲。