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银河系中的另一端,如果那里真有人仰望星空,他们看到了什么?

昨晚我躺在阳台的折叠椅上,盯着头顶那条模糊的光带发呆,蚊子嗡嗡叫,我忽然想到一个问题——如果银河系另一端也有个人这么躺着看星星,他看到的夜空会跟我完全不一样吗?

这个问题像蚊子一样叮在脑子里,怎么也甩不掉,我爬起来查资料,发现事情比我想象的有意思多了。

银河系中的另一端,如果那里真有人仰望星空,他们看到了什么?
我们所在的银河系是一个棒旋星系,太阳位于猎户座旋臂内侧,距离银河中心约2.6万光年,如果把银河系比作一座城市,我们大概住在三环边上。

先弄清楚一个基本问题:银河系的"另一端"到底在哪?

这个话题最容易让人犯糊涂的地方,就是把"另一端"当成一个明确的地点,银河系是个直径大约10万到18万光年的扁盘子——对,天文学家自己都还没吵明白具体多大,因为我们站在盘子里测量盘子,就像一条鱼想搞清楚鱼缸尺寸一样尴尬。

我们太阳系的位置,大概在银河系中心往外三分之二的地方,属于猎户座旋臂内侧,另一端"可以有三个理解:

  • 第一种:以银河中心为对称点,太阳的对称位置——大概在人马座旋臂或者更远的区域
  • 第二种:银河系物理边界上离我们最远的那颗恒星——距离可能超过10万光年
  • 第三种:银盘另一侧、刚好被银河中心挡住的区域——这是最常被人提起的"另一端",因为从地球看过去,那个方向正好被银核的浓厚尘埃遮得严严实实

我决定按第三种来聊,因为这是最让人有想象空间的那种——明明就在同一座星系里,但彼此永远看不见对方

隔着银心的两个世界,中间挡着什么?

你想想,我们平时看银河,肉眼看到的那条乳白色光带,其实只是银河系里离我们最近的几千光年范围内的恒星,银河中心方向有巨量的星际尘埃和气体云,它们像一堵墙,把银盘另一侧的星光挡得死死的。

这堵"墙"有多厚呢?用天文上的说法,银心方向的消光值可以达到几十个星等,什么意思?就是说一颗原本亮得能用肉眼轻松看到的恒星,光线穿过银心尘埃后,亮度会衰减到原来的万亿分之一甚至更低,相当于你在北京朝着成都方向开一盏探照灯,成都人连个光点都看不到。

观测波段 能否穿透银心尘埃 能看到什么
可见光 几乎完全被挡住 漆黑一片,啥也看不见
红外线 能部分穿透 尘埃背后的恒星和星团
射电波 几乎不受影响 气体云的分布、银河系旋臂结构
X射线/伽马射线 高能部分可以穿透 黑洞、中子星等极端天体

所以人类真正开始"看见"银河系另一端,还得感谢红外天文学和射电天文学的发展,20世纪中叶,天文学家通过21厘米氢谱线的射电观测,第一次勾勒出了银河系旋臂的大致结构——算是隔着那堵墙摸到了对面的轮廓,后来像斯皮策空间望远镜盖亚卫星这些探测器,陆陆续续帮我们看清了银河系远侧的一些星团和气体云,比如科学家在银盘另一边发现了好几条旋臂的延伸段,还有一些巨大的分子云复合体。

银河系中的另一端,如果那里真有人仰望星空,他们看到了什么?
如果有一天能瞬间移动到银河系另一端,你抬头看到的夜空可能完全陌生——星座、亮星、甚至银河本身的角度都截然不同。

如果你能瞬间站到那边,会看到什么?

这个问题让我最兴奋,假设有一扇任意门,把人送到银河系另一端一颗类似太阳的恒星旁边、一颗类似地球的行星上——这里的"另一端"我取的是与太阳关于银心大致对称的位置,距离我们大概5万到6万光年。

你抬头看夜空。

猎户座没了,北斗七星没了,北极星也没了,因为那边看出去的恒星排列完全是另一套,那些我们在地球上用肉眼能看到的6000多颗恒星,绝大多数都集中在太阳周围几百光年内,站在6万光年外的位置,太阳本身就是一颗不起眼的暗星,大概6等或者更暗,肉眼勉强能瞥见——前提是你得知道往哪找。

但银河本身还在,你依然能看到一条光带横跨天际,因为银河系的整体结构没变,不过光带的粗细、明暗分布、角度都会不同,银心仍然是最亮最厚的那一团,你甚至可能看到一些地球上看不到的东西——比如那些恰好被银心挡住、在这一侧却能清晰看到的星团和星云。

更妙的是,如果你站的位置恰好在一片浓密的恒星形成区附近,夜空中可能挂着一颗或者几颗肉眼可见的亮星云,就像现在地球上看到的猎户座大星云一样,但可能更大、更亮,织女星、大角星这些地球夜空的明星,在那边要么不在,要么暗淡无光。

为什么搞清楚这个很重要?

这就不是浪漫问题了,是天文学家实打实的焦虑。

因为我们在银河系里,所以反而看不清银河系,这就是所谓的"不识庐山真面目,只缘身在此山中"困境,银河系远侧的结构数据严重缺失,导致很长一段时间里,天文学家连银河系到底有几条旋臂都吵不清楚——是四条还是两条?旋臂是怎么缠绕的?银盘到底翘不翘?

最近十几年,借助甚长基线干涉测量技术和盖亚卫星的精确测距,科学家开始在银盘远侧找到越来越多的大质量恒星形成区,比如2020年前后,有研究团队在银盘另一侧探测到了好几个与太阳侧旋臂结构对应的恒星形成复合体,这些发现一点点把银河系那半边的地图补全,就像拼图一样——只不过这个拼图有几千亿片,还一直在动。

还有个有趣的小事,银河系中心那个400万倍太阳质量的超大质量黑洞人马座A*,其实也存在"观察死角",银盘另一侧的恒星运动、气体动力学,都有可能受到银心引力场的不同影响,研究这些差异,反过来能帮我们理解黑洞本身的性质。

前天跟一个做天文的朋友吃饭,他说了句话我印象很深:"你想想,银河系另一端可能有颗行星,上面也有碳酸盐岩石、有液态水、有大气层,我们跟它共享同一片银盘,但也许永远碰不到,不是技术问题,是物理规律就把我们隔开了——中间横着一个几百万倍太阳质量的黑洞,还有几千光年厚的尘埃。"

他说完吃了口毛肚,嚼得嘎吱响,我盯着火锅里翻滚的红油发了会儿呆,心想,银河系另一端的人如果也在吃火锅,他们涮的会是什么。

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