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银河系上面到底有没有星星?

昨晚在天台上看星星,脖子仰得酸疼,旁边一个小孩问他爸:“银河系上面有没有恒星?”他爸愣了一下,说“没有吧”,我在旁边听着,觉得这问题问得真好。

银河系上面到底有没有星星?

小孩那个“上面”,在我们大人脑子里其实是三维空间的上方,但你仔细想想,站在银河系里说“上面”,这事儿本身就挺别扭的

先搞清楚银河系的“上面”是哪儿

银河系不是一张薄饼,它是个扁盘子,这个盘子的厚度大概有 1000 光年 左右,你可能会说“1000 光年也很厚啊”,但它的直径是 10 万光年,这么说吧,如果银河系是个直径 1 米的披萨,它的厚度还不到 1 毫米,盘子之外就是银晕,一个巨大的球形区域,里面星星稀稀拉拉的。

所以当我们说“银河系上面”的时候,其实是在问银盘以外的银晕里有没有恒星,答案很确定:有,而且还不少。

银晕里的恒星活得挺孤独

你把银河系想象成一座城市,银盘就是市中心,灯火通明、车水马龙,银晕就是远郊,零零星星散落着一些住户,这些住户就是晕族恒星,它们大多数都很老了,普遍超过 100 亿岁,比太阳老了不止一辈。

生活在银晕里的恒星,看夜空会是什么样?如果它身边有颗行星,上面的天文学家抬头看天,大概率只能看到稀稀拉拉几颗亮星,剩下的是一片深邃的黑暗,不像我们在地球上,一抬头就是灿烂的银河横跨天际。

银河系上面到底有没有星星?

“上面”到底有些什么星

银晕里的恒星种类其实挺有意思的,我整理了一下:

  • 球状星团:银河系有大概 150 个球状星团,大部分都在银晕里转悠,每一个球状星团里面都挤着几十万甚至上百万颗老年恒星,密密麻麻的,像一窝发光的蜜蜂。
  • 高速星:有些恒星跑得特别快,快得能挣脱银河系的引力,这些“逃逸恒星”往往就是从银盘被甩上来的,现在正高速穿越银晕往星系际空间跑。
  • 流浪行星:不发光,但确实存在,天文学家估计银晕里可能有大量不被任何恒星束缚的流浪行星,虽然我们看不见它们。
  • 暗物质:这不算恒星,但必须提一嘴,银晕里真正占大头的是暗物质,恒星只是点缀。

最近离我们“上头”的恒星有多远

太阳本身就在银盘里面,不在正中央,稍微偏北一点,从太阳的位置往“上”看,能看到的最近的晕族恒星其实并不远。

我查了一下资料,离太阳最近的几颗晕族恒星距离大概是这样的:

恒星名称 距离(光年) 位置特征
卡普坦星 8 晕族恒星,高速运动
格鲁姆布里奇1830 9 贫金属晕族星
HD 140283(玛土撒拉星) 190 年龄超130亿岁

你看看,最近的一颗才 8 光年,在天文尺度上简直就是隔壁邻居,卡普坦星就是一颗典型的晕族恒星,它正以极快的速度穿过我们附近的星际空间,它金属含量特别低,说明它是银河系早期那批“土著居民”的后代。

这事儿关乎到银河系的成长史

其实吧,银晕里的恒星不仅仅是“在上面”那么简单,它们是银河系的化石,很多晕族恒星和球状星团,其实是银河系在过去几十亿年里吞并矮星系时留下的残骸。

你抬头看天,如果恰好能看到一颗很暗很老的晕族恒星——当然肉眼看不到,但望远镜可以——你看到的其实是银河系的一段吞并史,2018 年盖亚卫星的数据就揭示了一大批晕族恒星其实来自一个被银河系撕碎的矮星系,天文学家管它叫盖亚-恩克拉多斯

所以那个小孩问“银河系上面有没有恒星”,答案不只是一个有字。那些恒星是银河系当年吃掉的小星系的遗骨,现在还飘在我们头顶上,绕着银心慢慢转。

下次你看星星的时候,银河那条亮带之外的黑暗区域里,其实藏着很多这样的老家伙,它们安安静静的,看着银盘里我们这些吵闹的年轻恒星瞎折腾,想想还挺有意思的。

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