晴朗夜晚,在光汙染與大氣汙染較少的鄉村或山區,我們通過肉眼能夠看到天空中淡淡的銀河,那是銀河系的恆星盤面,我們身處於其中。
地球在太陽系中,那麼,太陽系究竟位於銀河系的什麼位置呢?
古時候,人們認為地球就是宇宙的中心,天上的星辰是圍繞地球轉的。後來又提出,太陽是宇宙的中心。但事實證明,太陽之外的宇宙非常廣闊,地球和太陽都不是宇宙的中心。
太陽以及天上的星辰組成了巨大的銀河系。不過,人類發射的探測器至今還未飛離太陽系,要飛出銀河系更是遙遙無期。所以,根據目前的科技水平,尚且不能實現通過科學儀器來拍攝銀河系的廬山真面目。
雖然探測器還飛不出銀河系,但我們可以通過其他方法來構建出銀河系的全貌。銀河會發光,這主要是恆星所產生的。通過測量出恆星相對於太陽系的距離和方位、以及恆星在銀河系中的運動方向和速度,就能知道銀河系中的恆星三維分佈圖,從而可以構建出銀河系的形狀。
歐洲宇航局(ESA)發射的蓋亞太空望遠鏡對人類了解銀河系提供了巨大的幫助。蓋亞太空望遠鏡測量到了銀河系中10億顆恆星的距離、方位以及自行量,構建出了截止目前為止最全面的銀河系3D地圖。
結果表明,銀河系是一個直徑約為10萬至18萬光年,薄恆星盤面厚度為2千光年的棒旋星系。銀河系的外觀類似於圓盤,中間有一個凸起的核球,其半徑約為1.3萬光年。
觀察銀河系的外觀,還會發現4條旋臂,分別是盾牌-半人馬臂、船底-人馬臂、英仙臂與外緣臂。旋臂上包含很多年輕的恆星和星雲,所以旋臂呈現為藍色,其中還有紅色星雲點綴。
銀河系的中心稱為銀心,所有恆星都會圍繞銀心旋轉,那裡有一個品質巨大的黑洞。在北半球夏季的夜空中,最為明亮部分的銀河就是銀心的方向。太陽系距離銀心約為2.5至2.8萬光年,我們並不在銀河系的中心,而是離銀心較遠的位置。
太陽系位於銀河系的獵戶支臂上,這條小支臂介於英仙臂和人馬臂之間。太陽系繞著圍繞銀心運動,公轉速度約為220公里/秒,繞行一圈大概需2.2億年。
太陽系所在的位置剛剛好,離銀心不遠也不近,恰好在銀河系的宜居帶中。
如果太陽系距離銀心很近,那麼銀心附近有很多大品質恆星,這些大品質恆星最終結局是會變成超新星爆炸。超新星爆炸後所發出的伽馬射線暴,對地球上的生命是致命的,地球上發生過的第一次物種大滅絕可能就是由超新星引發的。
如果太陽系位於銀盤邊緣,那裡的大品質恆星非常少,重元素丰度很低,很難讓地球孕育出生命。我們身上的諸多重元素都是來自於上一代大品質恆星,缺乏大品質恆星的區域難以進化出生命。
不管是在銀河系中還是太陽系中,地球的位置都是得天獨厚的,都處於宜居帶中。正因為如此,地球上才誕生了繽紛多彩的生命。不得不說,地球是幸運的。