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又到七夕!隔開(kāi)牛郎織女的銀河到底有多寬?

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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(kāi),只有在每年農(nóng)歷的七月初七才能通過(guò)鵲橋相會(huì)。那么,銀河到底有多寬?

晴朗的夜晚,當(dāng)我們遠(yuǎn)離城市燈火、仰望星空,會(huì)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(jiàn)的大部分。人類(lèi)的家園太陽(yáng)系就在銀河系中,我們?cè)诖丝匆?jiàn)的所有星星,都是銀河系的成員,此外還有很多難以看見(jiàn)的星星和氣體塵埃,以及看不見(jiàn)的暗物質(zhì),都是銀河系的組成部分。

銀河系是個(gè)棒旋星系,主體部分是個(gè)鐵餅狀的大圓盤(pán)。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(wàn)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(pán),直徑有10多萬(wàn)光年,是銀河系充滿活力的“新城區(qū)”,整個(gè)銀河系大部分恒星“居住”于此。銀盤(pán)之外,是模糊的球狀銀暈。

太陽(yáng)系在“新城區(qū)”一個(gè)偏遠(yuǎn)的角落里,“門(mén)牌號(hào)碼”是獵戶(hù)座次旋臂,距離銀河系中心大約2.6萬(wàn)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(pán)的大部分,就像住在城邊的居民可以望見(jiàn)大半個(gè)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(lái)“水波不興”。

四季星空各有標(biāo)志性的幾顆亮星,夏夜里人們?cè)趹?hù)外乘涼時(shí),很容易注意到頭頂?shù)摹跋募敬笕恰保禾禚椬呐@尚恰⑻烨僮目椗?,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(huì)”美麗傳說(shuō)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(gè)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(gè)銀河系的尺度,16光年其實(shí)微不足道。不過(guò)前面所說(shuō)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(shí)銀河真面目。

在天文學(xué)家努力認(rèn)識(shí)銀河系的過(guò)程中,有個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題,就是測(cè)量遙遠(yuǎn)天體的距離。

最常用的是三角測(cè)量法:在兩個(gè)地點(diǎn)觀察同一顆恒星,通過(guò)觀測(cè)角度的差異,就能推算這顆恒星與我們的距離。這兩個(gè)觀測(cè)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(yáng)的近圓軌道,直徑約3億公里,只要相隔半年測(cè)量同一顆恒星,就相當(dāng)于利用間隔3億公里的兩個(gè)點(diǎn)進(jìn)行了測(cè)量。這個(gè)辦法叫作周年視差法,簡(jiǎn)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(lái)測(cè)量距離的方法,測(cè)量精度大大提升。

除了間接測(cè)量,充滿好奇心的人類(lèi)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(hào)”和“旅行者二號(hào)”,如今已距離太陽(yáng)約200億公里,不過(guò)這個(gè)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(lái)或許會(huì)被某一顆大質(zhì)量的恒星捕獲,在新家園安家落戶(hù);又或許一往無(wú)前,無(wú)聲探尋“銀河到底有多寬”這個(gè)難題。

(作者張旸為中國(guó)科學(xué)院紫金山天文臺(tái)副研究員,人民日?qǐng)?bào)記者姚雪青采訪整理)


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