银河到底有多宽？（把自然讲给你听）

夏季“银河拱桥”。

南京天文爱好者协会供图

 

银河系是个棒旋星系，由银核、银盘、银晕等组成，如今，天文学家仍在不断探索银河系的形状与大小

 

8月29日是七夕节，在古代神话中，牛郎和织女因为被天上的银河隔开，只有在每年农历的七月初七才能通过鹊桥相会。那么，银河到底有多宽？

晴朗的夜晚，当我们远离城市灯火、仰望星空，会看到一条斜贯南北的亮带，宛如缓缓流淌的河流。这条亮带就是银河吗？是的，但不是全部，只是银河可见的大部分。人类的家园太阳系就在银河系中，我们在此看见的所有星星，都是银河系的成员，此外还有很多难以看见的星星和气体尘埃，以及看不见的暗物质，都是银河系的组成部分。

银河系是个棒旋星系，主体部分是个铁饼状的大圆盘。银河系的中心部分叫作银核，近似球形但不太规则，直径约2万光年，是银河系的“中心老城区”，这里恒星密集。银核之外是银盘，直径有10多万光年，是银河系充满活力的“新城区”，整个银河系大部分恒星“居住”于此。银盘之外，是模糊的球状银晕。

太阳系在“新城区”一个偏远的角落里，“门牌号码”是猎户座次旋臂，距离银河系中心大约2.6万光年。每年夏季，绕日公转的地球运行到朝向银核的那一面，让夏夜里的人们从侧面看到银河系圆盘的大部分，就像住在城边的居民可以望见大半个城市的辉煌灯火。因此，夏季银河显得“波澜壮阔”，而冬季银河看起来“水波不兴”。

四季星空各有标志性的几颗亮星，夏夜里人们在户外乘凉时，很容易注意到头顶的“夏季大三角”：天鹰座的牛郎星、天琴座的织女星，还有天鹅座的天津四，还能看到流淌在天际的银河。牛郎星与织女星隔着这条天河相望，自然成为编织“鹊桥相会”美丽传说的绝佳素材。

只是牛郎星与织女星相距甚远，即便是用手机打个电话，牛郎那一声“喂”，也要隔空传送约16年才到织女的耳朵里。​但愿七夕的鹊桥有特别的魔法，能让他们迅速跨越这16光年的距离，执手相逢。

比起整个银河系的尺度，16光年其实微不足道。不过前面所说银河系的各种尺度，只是大概数字，银河系的形状与大小，至今都是困扰天文学家的难题，主要原因在于我们身在其中，因此难识银河真面目。

在天文学家努力认识银河系的过程中，有个关键问题，就是测量遥远天体的距离。

最常用的是三角测量法：在两个地点观察同一颗恒星，通过观测角度的差异，就能推算这颗恒星与我们的距离。这两个观测点越远越好，天文学家想到的极限是借助地球公转——地球围绕太阳的近圆轨道，直径约3亿公里，只要相隔半年测量同一颗恒星，就相当于利用间隔3亿公里的两个点进行了测量。这个办法叫作周年视差法，简单直接但精度有限。天文学家此后逐步找到了很多种利用天体的物理性质来测量距离的方法，测量精度大大提升。

除了间接测量，充满好奇心的人类还希望航行到银河深处，直接一探究竟。1977年发射的“旅行者一号”和“旅行者二号”，如今已距离太阳约200亿公里，不过这个距离还远远不到1光年。目前它们仍在依靠惯性穿梭在星辰大海间，将来或许会被某一颗大质量的恒星捕获，在新家园安家落户；又或许一往无前，无声探寻“银河到底有多宽”这个难题。

（作者为中国科学院紫金山天文台副研究员，本报记者姚雪青采访整理）

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