銀河系在宇宙中算老幾？看完蓋亞和哈勃深空照，銀河系打包回老家

2020-10-18 星辰大海種花家

宇宙中有多少個星系，這個話題如同問天上有幾顆星星一樣，曾經是一個說不清，道不明的話題 ，但隨著技術的進步，我們對天上試圖搞清楚天上有幾顆星星，也打算統計出宇宙中有多少個星系，

一、夜空中能看見多少顆星星？

其實這是一個公開的答案，包括南北全天區目視可見的星星大約6000-7000顆，這並不是一個不可統計的數量，不過我們卻不可能同時看到這些星星，因為分布在整個天球面上，如果要看全整個天球，那麼需要東西+南北半球跑才有可能看全！

不過要提醒一下的是，我們夜空中所有可見的恆星，大部分都在上圖那個小黃圈裡，這個直徑不過1000光年，而銀河系的大小卻高達20萬光年！

二、夜空中有多少顆星星

為什麼一個問題問兩次？當然天文學家不會問兩次，他們的目的非常明確，搞清楚銀河系中有多少顆恆星，並且根據這些星星的位置建立起銀河系中最為詳細的3D地圖。

1、依巴谷衛星

為此歐空局（ESA）在1989年8月8日發射了「依巴谷高精視差測量衛星」，簡稱「依巴谷衛星」，它的前期任務是「依巴谷實驗」，目標是測量120000顆恆星的五個天文參數，精度控制在2至4毫角秒之內。後期任務是「第谷實驗」，目標是400000顆恆星的天文測量參數及B-V色指數！

但比較可惜的是由於阿麗亞娜4號火箭發揮失利，進入了一個與預定軌道有所差距的狹長橢圓軌道，但在這個軌道上依巴谷衛星仍然完成了85%的科學任務。到1996年8月，依巴谷星表和第谷星表正式完成，歐空局在1997年6月出版了兩份星圖，其中包括全天百萬顆暗至11等的恆星，還包括萬餘個非恆星天體。

2、蓋亞空間望遠鏡

要建立銀河系3D地圖，百萬顆恆星的解析度顯然不夠，因此並不滿足的ESA在2013年12月19日法屬蓋亞那發射了蓋亞空間望遠鏡，它的任務是測量銀河系中1%（約10億顆）的恆星的三維位置，目標是建立真正的銀河系三維星圖，蓋亞可以觀測低至20等的天體。

另外它還負有繪製恆星的運動方向，測量恆星物理性質如光度、溫度以及表面重力等參數，收集資料以供研究銀河系的形成以及演化等，它的觀測目標也包括系外行星和遙遠宇宙的類星體等。

第一批資料是在2015年9月13日，包括了11億顆恆星的位置和光度

第二批資料是在2018年4月公布的，包括10億顆恆星的位置，時差以及自行等

未來還包括第三和第四批資料，完整的版本將在任務結束後第三年整理完畢（2022年某個時間段）

上圖是ESO公布的高清銀河系平面圖，當然這只是6000×3000解析度的圍觀群眾版，大小約7.5M，不知道是否會壓縮！

天上有多少顆星星，種花家還是一頭霧水，不過卻看到了人類為搞清楚這個簡單問題付出的無比努力！

三、夜空中有多少個星系？銀河系又是老幾？

當然歐空局(ESA)打算搞清楚銀河系有多少顆星星，美國宇航局(NASA)也不甘落後，當然他們的的目標顆不是銀河系，而是指向了空無一物的夜空！但為了北半球遍布的天文臺觀測，第一個目標指的就是大熊座（北鬥七星）附近一小塊看起來沒有任何目標的天區。

哈勃的第一個目標指向就在這個位置，從1995年12月18日至28日為期十天的觀測中，哈勃總共拍攝342張照片，處理的遙遠的深空令人驚喜。

哈勃深空場HDF

原來打上上傳14.2M的版本，但文件太大，照顧手機的朋友，還是選擇了壓縮版，上圖大約是100億光年外的星系分布，似乎在遙遠的宇宙中星系分布上並沒有厚此薄彼。

哈勃南天深空場(HDFS)，目標指向的是南天杜鵑座方向，儘管方位相差巨大，但星系並不減少。

哈勃超級深空場HUDF

哈勃極深空場HXDF

哈勃超深空和極深空照片顯示的範圍為3平方角分，大約只有全天區12700000分之一！照片中的部分天體位於130億光年外，HXDF的部分天體位於133.5億光年外，照片中估計大約有超過10000個星系！這是人類觀測到最為遙遠的大面積天區，當然哈勃又在後續發現一個紅移Z=11的星系GN-Z11，那個位於134億光年外。

GN-Z11在天區中的位置以及它模糊的映像，這是人類觀測到最遙遠的單一天體，當然這是一個星系。從這些遙遠宇宙的星系分布來看，宇宙是各向同性的，簡單的說宇宙在任意方向上的大尺度分布都是均勻的，因此天文學家根據這些星系的分布密度估計出在我們可觀測宇宙中大約有超過2萬億個星系，而我們只觀測了以上那幾張照片中的數千個星系，而且就看了一眼！我們能確定宇宙有多少個銀河系那麼大的星系嗎？不能，我們只能在已知的星系中做個簡單的了解。

在本星系中，銀河系僅次於仙女星系，處於老二的第二！這個經驗能推廣嗎？不能，因為在更大的星系面前，銀河系不過是渣渣而已！

上圖就是銀河系在已知宇宙中的地位，對於IC1101來說，銀河系是一種可有可無的存在，但對於人類來說，高達20萬光年的銀河系是一種茫茫宇宙的感覺！

當然對於圍繞銀河系公轉的矮星系來說，它們也是這樣的感覺！不過就像太陽在銀河系中的個頭是屬於10%的那個範圍，我們相信銀河系在宇宙中的排名也是比較靠前的。

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