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在观测条件极佳的夜晚,我们可以看到满天繁星,还有在天空中蔓延的银河。在这些星星中,超过99%都是恒星,它们跟太阳是同一类天体,通过核聚变反应来产生能量,从而发光发热。
在一个夜晚中,我们最多可以看到大约2500颗恒星,而全天总计可以看到大约7500颗恒星。相对于宇宙尺度而言,这些肉眼可见的恒星都算是太阳的近邻,它们的距离大都没有超过1000光年。
我们在地球上所能看到的恒星只是银河系中的一小撮,在直径约为10万光年的银河系中,恒星总数至少有1000千亿颗,最多可能有4000亿颗。然而,太空中似乎是空荡荡的,离太阳最近的比邻星都在4.2光年之外,那么,10万光年的银河系中又是如何容下1000亿颗恒星的呢?
虽然银河系是圆盘状结构,但是盘面仍然是有厚度的,银河系中的恒星并非都在同一个平面上。据估计,银盘的平均厚度约为2000光年。
如果假设银河系是一个圆柱体,那么,它的体积估计为1.57×10^10^13立方光年。比邻星与太阳的距离为4.2光年,这个距离差不多是银河系中恒星之间的平均距离。也就是说,大约每270立方光年的空间中会有一颗恒星,由此可以估算出银河系中的恒星总数为580亿颗。
不过,银河系中的恒星分布并不是完全均匀的,实际数量要高于上述估算值。绝大部分恒星都集中在银河系中心,离银心越远的地方,恒星分布越稀疏。太阳与银心大约2.6万光年,太阳系邻近星际空间中的恒星密度与整个银河系的平均恒星密度相当。
在以银心为中心,体积为1立方光年的范围内,聚集着多达30万颗恒星,恒星之间相距仅6光天(1000天文单位)。不过,不用担心那里的恒星会不断发生碰撞,因为这还不够拥挤。
恒星的直径一般为几万至几百万公里,虽然平均距离只有6光天,但这个距离其实已经达到了1500亿公里,所以银心附近的空间还是很空旷的。虽然空旷,但大量的恒星聚集在一起,仍然会把周围的空间照亮。如果太阳系位于银心附近,地球夜空将会被天上的繁星照亮,相当于天上有200个满月。
离银心越远,恒星的密度越低。正因为如此,在北半球夏季,当地球的夜半球朝着银心方向,我们可以看到明亮的银河。而到了冬季,地球的夜半球朝着银河系边缘方向,银河就会暗淡很多。
天文学家认为,太阳系在银河系中的位置是得天独厚的,这里被称为银河系的宜居带。银心中的恒星密度很高,大质量恒星很多,超新星爆发比较频繁,而超新星释放出的伽马射线暴对于地球生命是致命的。
另一方面,银河系边缘的恒星密度很低,大质量恒星很少,宇宙中的重元素大都是由大质量恒星形成的。如果太阳系是在缺乏重元素的地方形成,地球上也就不可能进化出生命。