我們與浩渺的銀河

○蘇光路

好大的銀河系！它存在的歷史已經(jīng)有150億光年。所有數(shù)字都是一般人的頭腦難以想象的。它雖說只比普通的星系稍微大一些，但直徑足有10萬光年，意味著以光速前進(jìn)，從一端沖到另一端，需要10萬年，折合成千米數(shù)是多少呢，不好意思，我的計算器無法完成這種天文計算了。

銀河系中有太陽一樣的恒星近2000億顆，其中，大約400億顆恒星集中在中央的核球上，核球的直徑為3000光年，呈橢圓球形，由年齡超過100億年的老年星球構(gòu)成。我們在地球能夠看到的恒星數(shù)量只有區(qū)區(qū)的6974顆。

初識銀河真面目

以銀河系的眼光看地球，我們的家園也就是一小片飄零的草葉，借助超級颶風(fēng)也難發(fā)出輕微的聲響，人類更渺小到可忽略不計的零存在了。是聰明智慧賦予我們洞察蒼穹寰宇的渴望與能力，雖然在體量上兩者之間沒有可比性，但對彼此的認(rèn)知與探索上，主動權(quán)永遠(yuǎn)掌握在我們手上。

我們知道地球是球形的，因為跳出地球的衛(wèi)星可以為我們拍到地球的照片?？墒堑浆F(xiàn)在，人類的探測器也才剛剛跨越太陽系邊緣，人類自己也無法預(yù)料自己何時才能跳出銀河系，涉足河外星系。我們可以看到的銀河星辰又微乎其微，那么銀河系的真面目，到底是怎樣被科學(xué)家逐一還原的呢？

有天文觀測經(jīng)驗的人知道，夜幕下仰望蒼穹，我們只能看到天空有一條銀色的飄帶，由于被大地?fù)踝×艘暰€，這并不是銀河系的整個側(cè)面，銀河系側(cè)面完整的景象是天文望遠(yuǎn)鏡升入太空后才觀察到的，那景象十分壯觀：整個天空就像一個大圓球包圍著我們，一條扁平細(xì)長的銀色條帶環(huán)繞整個天際，這道銀河把圓球形的天空一分為二，每一半都是個半球！這讓我們覺得地球是被銀河系環(huán)繞著，因為，兩個半球我們都能看到。由此，天文學(xué)家推測銀河系側(cè)面是扁平的，根據(jù)飄帶的形狀猜想，銀河系的側(cè)面應(yīng)該是扁平而中間鼓凸的形狀，很像一個凸透鏡的側(cè)面。

準(zhǔn)確命名有反復(fù)

隨著空間探測科學(xué)的發(fā)展，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)星系不外乎這樣幾個類型，首先是橢圓形狀的，叫做“橢圓星系”，其特點是從哪個方向看它都是橢圓形的，就像一枚鴨蛋一樣，銀河系側(cè)面是扁平的，顯然不屬于橢圓星系。其次是漩渦形狀的，叫做“漩渦星系”，漩渦星系的側(cè)面就像個凸透鏡，扁平而中間鼓凸，與銀河系的側(cè)面一樣，由此，科學(xué)家猜測，銀河系很可能是漩渦星系。其他還有透鏡星系、圓盤星系和形狀怪異的罕見星系，就外形而言，它們均與銀河系不搭界。

天文望遠(yuǎn)鏡觀測發(fā)現(xiàn)，有很多漩渦星系或透鏡星系的中心都有個中間粗兩頭稍尖的棒子形狀，天文學(xué)家當(dāng)時雖然還不知道星系中心的棒子是怎么形成的，但根據(jù)星系之間的聯(lián)系，天文學(xué)家推測銀河系的中心很可能也橫亙著一根巨型棒子。

談到近年來天文學(xué)的巨大成就，就不能不提“哈勃太空望遠(yuǎn)鏡”和后來的“斯皮策紅外望遠(yuǎn)鏡”，前者2016年4月，為人類探測到最遙遠(yuǎn)的星系：“GN-z11”星系。在此之前，人類能看到的最遠(yuǎn)星系距離我們132億光年，而“GN-z11”星系距離我們有134億光年之遙。134億光年是啥概念？它意味著我們看到的GN-z11其實是134億年前的樣子。它發(fā)出的光，在宇宙中走了134億年，才被我們捕捉到。這讓我們距離揭開宇宙大爆炸之謎又向前邁進(jìn)一大步?！肮胀h(yuǎn)鏡”一只手為我們展現(xiàn)億萬光年之外的神秘星界，另一只手給人類天文學(xué)插上了騰飛的翅膀。

“斯皮策紅外望遠(yuǎn)鏡”升空兩年后，清晰探測到了銀河系在紅外光下的形象。由于紅外線更容易透過氣體和塵埃，因此銀河中心的景象就展現(xiàn)在斯皮策望遠(yuǎn)鏡中。科學(xué)家根據(jù)銀河系更真實的側(cè)面形狀清楚看到，銀河中心不僅有個棒子，而且還是兩根。銀河系其實是漩渦星系中的一類——棒旋星系。而中心有棒子的星系一般只有兩個較大的旋臂，銀河系便是。天文學(xué)家對銀河系給出的確切稱謂是——有兩個大旋臂的棒旋星系。

尋找銀河系的中心

早在一個多世紀(jì)前，世界天文學(xué)家就達(dá)成這樣的共識：我們的地球乃至整個太陽系就處于銀河系中心的位置。根據(jù)是，如果我們是在銀河盤的邊緣部位，那么看到的星星分布，肯定是一側(cè)比另一側(cè)密集；如果我們是在銀河的中心部位，那么環(huán)顧四周，星星的分布密度肯定差不多。這就像我們身在樹林中，如果位于樹林的邊緣地帶，那么朝四周看，一邊看到的可能也就是稀疏的幾棵，而朝另一個方向看，看到的是密如屏障的叢林。

后來科學(xué)家才發(fā)現(xiàn)，銀河系內(nèi)還分布著大量氣體和塵埃，使浩渺銀河看起來宛如一個超級迷宮。這無疑更增加了在銀河圓盤上確定地球位置的難度。

宏觀世界的難題常常受到微觀世界的啟迪，以物質(zhì)組成的最小單位原子為例，它周圍的電子運動也好像沒有規(guī)律，但都是以原子核為中心，也就是電子云有個中心，這中心就是原子核。那銀河系也一定有個中心，所有恒星都圍繞它運動。找到這個中心后，以中心為基準(zhǔn)，再尋覓我們的位置就容易了。

天文學(xué)家很快發(fā)現(xiàn)了一種叫“銀暈”的光暈，就是銀河系的中心。銀河系中的星團看似各自為政，不相關(guān)聯(lián)，但是能看出它們都在圍繞一個點旋轉(zhuǎn)。而且越靠近這個點，球狀星團的密度就越大，數(shù)量也越多，于是在它們圍繞的那個點周圍形成了一個球形的光暈，這就叫“銀暈”。一般的星系中心都有一個球狀星團組成的光暈包圍著。很顯然，這些球狀星團圍繞的那個點，就是球形光暈的中心，就是銀河系中心！

找到了銀河系的中心，就等于找到了綱，綱舉目張，接下來的事情就好辦了。有了造父變星這個好幫手，剩下的工作就是縝密計算了。造父變星是一類高光度周期性脈動變星，也就是其亮度隨時間呈周期性變化，它的光變周期（即亮度變化一周的時間）與它的光度成正比，根據(jù)造父變星周光關(guān)系可以確定星團、星系的距離，因此它被天文學(xué)家譽為“量天尺”。

首先銀河系中心上方的某個星團與地球的距離可以推算出來，之后根據(jù)三角關(guān)系算出銀河系中心與地球間的基本距離。經(jīng)過先計算后印證，印證后再計算的方法，我們總算知道了地球所處的太陽系位于銀河盤面內(nèi)，距離銀河系中心大約2.6萬到2.8萬光年。

科學(xué)家還根據(jù)銀暈中垂直于盤面運動的球狀星團作為參照，算出太陽系圍繞銀河系中心旋轉(zhuǎn)的速度。因為這些球狀星團是垂直于盤面運動的，可以看作是豎在銀河盤面的一根標(biāo)桿，從而可以算出太陽系圍繞銀河系中心的運轉(zhuǎn)速度大約是220千米/秒，也就是太陽系圍繞銀河系中心轉(zhuǎn)一圈需要2.3億年時間。