銀河到底有多寬？(把自然講給你聽)

張 旸

《人民日報》(2025年8月29日第14版)

銀河系是個棒旋星系，由銀核、銀盤、銀暈等組成，如今，天文學(xué)家仍在不斷探索銀河系的形狀與大小

8月29日是七夕節(jié)，在古代神話中，牛郎和織女因?yàn)楸惶焐系你y河隔開，只有在每年農(nóng)歷的七月初七才能通過鵲橋相會。那么，銀河到底有多寬？

夏季“銀河拱橋”。南京天文愛好者協(xié)會供圖

晴朗的夜晚，當(dāng)我們遠(yuǎn)離城市燈火、仰望星空，會看到一條斜貫?zāi)媳钡牧翈?，宛如緩緩流淌的河流。這條亮帶就是銀河嗎？是的，但不是全部，只是銀河可見的大部分。人類的家園太陽系就在銀河系中，我們在此看見的所有星星，都是銀河系的成員，此外還有很多難以看見的星星和氣體塵埃，以及看不見的暗物質(zhì)，都是銀河系的組成部分。

銀河系是個棒旋星系，主體部分是個鐵餅狀的大圓盤。銀河系的中心部分叫作銀核，近似球形但不太規(guī)則，直徑約2萬光年，是銀河系的“中心老城區(qū)”，這里恒星密集。銀核之外是銀盤，直徑有10多萬光年，是銀河系充滿活力的“新城區(qū)”，整個銀河系大部分恒星“居住”于此。銀盤之外，是模糊的球狀銀暈。

《人民日報》2025年8月29日14版 版面截圖

太陽系在“新城區(qū)”一個偏遠(yuǎn)的角落里，“門牌號碼”是獵戶座次旋臂，距離銀河系中心大約2.6萬光年。每年夏季，繞日公轉(zhuǎn)的地球運(yùn)行到朝向銀核的那一面，讓夏夜里的人們從側(cè)面看到銀河系圓盤的大部分，就像住在城邊的居民可以望見大半個城市的輝煌燈火。因此，夏季銀河顯得“波瀾壯闊”，而冬季銀河看起來“水波不興”。

四季星空各有標(biāo)志性的幾顆亮星，夏夜里人們在戶外乘涼時，很容易注意到頭頂?shù)摹跋募敬笕恰保禾禚椬呐＠尚?、天琴座的織女星，還有天鵝座的天津四，還能看到流淌在天際的銀河。牛郎星與織女星隔著這條天河相望，自然成為編織“鵲橋相會”美麗傳說的絕佳素材。

只是牛郎星與織女星相距甚遠(yuǎn)，即便是用手機(jī)打個電話，牛郎那一聲“喂”，也要隔空傳送約16年才到織女的耳朵里。 但愿七夕的鵲橋有特別的魔法，能讓他們迅速跨越這16光年的距離，執(zhí)手相逢。

比起整個銀河系的尺度，16光年其實(shí)微不足道。不過前面所說銀河系的各種尺度，只是大概數(shù)字，銀河系的形狀與大小，至今都是困擾天文學(xué)家的難題，主要原因在于我們身在其中，因此難識銀河真面目。

在天文學(xué)家努力認(rèn)識銀河系的過程中，有個關(guān)鍵問題，就是測量遙遠(yuǎn)天體的距離。

最常用的是三角測量法：在兩個地點(diǎn)觀察同一顆恒星，通過觀測角度的差異，就能推算這顆恒星與我們的距離。這兩個觀測點(diǎn)越遠(yuǎn)越好，天文學(xué)家想到的極限是借助地球公轉(zhuǎn)——地球圍繞太陽的近圓軌道，直徑約3億公里，只要相隔半年測量同一顆恒星，就相當(dāng)于利用間隔3億公里的兩個點(diǎn)進(jìn)行了測量。這個辦法叫作周年視差法，簡單直接但精度有限。天文學(xué)家此后逐步找到了很多種利用天體的物理性質(zhì)來測量距離的方法，測量精度大大提升。

除了間接測量，充滿好奇心的人類還希望航行到銀河深處，直接一探究竟。1977年發(fā)射的“旅行者一號”和“旅行者二號”，如今已距離太陽約200億公里，不過這個距離還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不到1光年。目前它們?nèi)栽谝揽繎T性穿梭在星辰大海間，將來或許會被某一顆大質(zhì)量的恒星捕獲，在新家園安家落戶；又或許一往無前，無聲探尋“銀河到底有多寬”這個難題。

(作者為中國科學(xué)院紫金山天文臺副研究員，本報記者姚雪青采訪整理)