在地球上觀測(cè)條件最完美的地方,類(lèi)肉眼的生理極限,最多只能分辨出視星等為 6.0 到 6.5 等 的微弱星光。 根據(jù)全天恒星星表,在全天球范圍內(nèi),視星等亮于 6.5 等的恒星,總數(shù)大約在 9000 顆左右。
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請(qǐng)注意,這9000顆是整個(gè)天球的數(shù)據(jù),而在任何一個(gè)特定的時(shí)刻,你站在地球表面,總有一半的星空被你腳下的地球擋住了,再扣除掉地平線附近因?yàn)榇髿庀舛兊貌豢梢?jiàn)的暗星,人類(lèi)肉眼在同一時(shí)刻、同一地點(diǎn)所能看到的星星極限數(shù)量,撐死只有 2500 到 3000 顆。
而我們的銀河系,擁有多少顆恒星呢?
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保守估計(jì)是 1000 億顆,上限可能高達(dá) 4000 億顆,也就是說(shuō)哪怕你視力再好,你用肉眼能看到的星星總數(shù),也只占銀河系恒星總數(shù)的 千萬(wàn)分之一。
更絕望的是這些可見(jiàn)恒星在銀河系中的空間分布,銀河系是一個(gè)極其巨大的棒旋星系,其盤(pán)面直徑高達(dá) 10 萬(wàn)光年。我們的太陽(yáng)系位于距離銀河系中心約 2.6 萬(wàn)光年的獵戶(hù)座旋臂的內(nèi)側(cè)邊緣。
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人類(lèi)肉眼可見(jiàn)的恒星,絕大多數(shù)都位于距離地球 1000 光年 的半徑范圍內(nèi),稍微遠(yuǎn)一點(diǎn)的,極少有超過(guò) 4000 光年 的,相對(duì)于銀河系 10 萬(wàn)光年的龐大身軀,我們所看到的“滿(mǎn)天繁星”,不過(guò)是在星系這片汪洋大海中,以太陽(yáng)為中心畫(huà)出的一個(gè)極其微小的氣泡。
全天最亮的恒星天狼星,距離我們僅 8.6 光年,它就在我們的隔壁,夏季大三角中最亮的織女星,距離我們 25 光年,冬季夜空中的霸主獵戶(hù)座參宿四,距離我們大約 640 光年,只有極少數(shù)極其變態(tài)的超級(jí)巨星,比如天鵝座的天津四,憑借其不可思議的絕對(duì)發(fā)光本領(lǐng),才能在距離我們 2600 光年 的地方依然閃耀在我們的夜空中。
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在這個(gè)“氣泡”之外,那是剩下 99.9999% 的銀河系疆域,那里有幾千億顆太陽(yáng),有無(wú)數(shù)璀璨的星云、脈沖星和黑洞,但對(duì)我們?nèi)祟?lèi)的裸眼來(lái)說(shuō),它們統(tǒng)統(tǒng)不存在,被無(wú)情地抹除在了黑暗之中。
但如果我告訴你,即使在這個(gè)極其微小的“本地泡”里,我們看到的星空也是極度扭曲和被嚴(yán)重“過(guò)濾”過(guò)的,你會(huì)作何感想?
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在我們的宇宙中,恒星的大小和壽命分布遵循著極其嚴(yán)格的冪律分布,宇宙中數(shù)量最多、最普遍的恒星群體,是那種質(zhì)量極小、溫度極低、散發(fā)著暗淡紅光的紅矮星,它們占據(jù)了銀河系恒星總數(shù)的 75% 到 80%。
按理說(shuō),既然我們看到了 3000 顆星星,其中絕大部分應(yīng)該是紅矮星,但是在你用肉眼能看到的這 7000 顆星星中,紅矮星的數(shù)量是零。
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不僅沒(méi)有紅矮星,甚至連那些數(shù)量占全天 10% 左右、質(zhì)量稍大一點(diǎn)的橙矮星,人類(lèi)肉眼也很難捕捉到它們微弱的光芒,哪怕是距離我們最近的、只有 4.24 光年、隔著薄薄一層窗戶(hù)紙的比鄰星,由于它是一顆暗淡的紅矮星,我們?cè)诘厍蛏媳仨氁揽靠趶街辽?8 厘米的天文望遠(yuǎn)鏡才能看到它。
那么我們看到的這 7000 顆星星,到底是一群什么怪物?
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它們幾乎清一色質(zhì)量龐大、溫度極高、燃燒極快,它們?cè)谟钪媛L(zhǎng)的歲月中只占據(jù)了極其短暫的生命周期,我們看到的夜空,不是一個(gè)真實(shí)的宇宙人口普查,而是宇宙里最耀眼、最狂野、極其稀有的一小撮“發(fā)光怪胎”的聚會(huì)。
人類(lèi)肉眼在極其極其苛刻的條件下,還能看到銀河系以外的天體,但那絕不是“一顆星星”,而是一個(gè)“星系”。
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在秋季深邃幽暗的北半球夜空,如果你視力極佳且沒(méi)有月光干擾,在仙女座的腰部,你能看到一團(tuán)極其微弱的、紡錘形的朦朧光斑,這不是一顆恒星。這是距離我們 254 萬(wàn)光年 之外的仙女座星系。
那個(gè)微弱的光斑,是整個(gè)星系中心一萬(wàn)億顆恒星集合在一起的復(fù)合光暈,當(dāng)你凝視它時(shí),你看到的光,是它在 254 萬(wàn)年前發(fā)出的,那時(shí)的人類(lèi)祖先,甚至還沒(méi)有學(xué)會(huì)直立行走。這是人類(lèi)肉眼能在宇宙中不借助工具看到的最遠(yuǎn)常態(tài)天體。
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如果你在南半球仰望夜空,你會(huì)看到兩團(tuán)仿佛是從銀河中撕裂下來(lái)的明亮云霧,這是大麥哲倫星系和小麥哲倫星系,它們是環(huán)繞我們銀河系運(yùn)行的兩個(gè)矮星系,在古代航海家眼中,它們是指引方向的燈塔。
除了整個(gè)星系,歷史上確實(shí)出現(xiàn)過(guò)極少數(shù)例外,讓人類(lèi)用肉眼看到了遙遠(yuǎn)星系中的“單體”事件, 例如 1987 年在大麥哲倫星系中爆發(fā)的超新星 SN 1987A,在短短幾個(gè)月內(nèi)亮度激增,在南半球用肉眼清晰可見(jiàn)。
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更極端的是 2008 年發(fā)生的一次名為 GRB 080319B 的伽馬射線暴,在距離地球不可思議的 75 億光年 之外,兩顆中子星極其猛烈的碰撞,產(chǎn)生了一束直指地球的光學(xué)余輝,在短短的 30 秒內(nèi),它的亮度達(dá)到了驚人的 5.8 等,在那個(gè)瞬間,人類(lèi)肉眼看到了宇宙極其遙遠(yuǎn)邊緣的一次毀滅。
如果你曾仔細(xì)觀察過(guò)夏季燦爛的銀河帶,你會(huì)發(fā)現(xiàn)這條光帶并不是完整明亮的,它的中央有一條極其黑暗、蜿蜒的巨大裂縫,仿佛銀河被硬生生劈開(kāi)了一樣。
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這并不是那里沒(méi)有星星,而是因?yàn)槟抢锍涑庵襁_(dá)數(shù)千光年的星際塵埃,這些極其微小的硅酸鹽顆粒和冰晶,無(wú)情地吸收和散射了可見(jiàn)光,銀河系的中心,潛伏著一個(gè)質(zhì)量高達(dá)太陽(yáng) 400 萬(wàn)倍的超大質(zhì)量黑洞,和密密麻麻的百億顆老年恒星,那里本該是全天最亮、甚至能在半夜照出人影的地方,但由于厚重的塵埃帶像一堵漆黑的高墻一樣擋在前面,它在我們的肉眼視野中,幾乎是一片死寂的黑暗。
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如果我們?nèi)祟?lèi)的眼睛能看到紅外線,那整個(gè)夜空將發(fā)生翻天覆地的變化: 塵埃帶將變得透明,被遮擋的紅矮星將如沙粒般顯現(xiàn),銀河系的中心將化作一顆極其耀眼的巨大火球,懸掛在南方的天際。
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所以夜空中肉眼可見(jiàn)的 7000 顆星星,幾乎百分之百全都是銀河系內(nèi)離我們極近、且亮得極其離譜的“異常個(gè)體”。
我們凝視的夜空,不僅不是整個(gè)宇宙,甚至連銀河系的百分之一都算不上,它是一張被生理極限、光度學(xué)法則和宇宙塵埃聯(lián)手編織的、美麗卻殘缺的“濾鏡切片”。
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