03.04 太陽系在銀河系的什麼位置?是郊區嗎?

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太陽系在銀河系中的位置算不上“大郊區”,但可以說是遠離“燈火通明城市”的“城鄉結合部”。正因為處在這樣的特殊位置上,才適合地球孕育出生命。

銀河系呈現為圓盤狀(重子物質組成的區域),在距離銀心1萬光年的範圍之內是呈現為球狀的銀核,其中分佈著十分密集的恆星,那裡極為明亮。而太陽系距離銀心約2.6萬光年,所以太陽系並沒有處在銀核內。銀核內的恆星密度高,地球更容易遭受超新星爆發的威脅,使得生命很難在地球上繁衍生息。而太陽系所在的位置較為空曠,地球遇到危險超新星的可能性很低。

另一方面,銀河系的半徑至少有5萬光年,所以太陽系所在的位置也不是銀河系的邊緣。在銀河系邊緣,大質量恆星較少,重元素含量較低,這也不利於生命的演化。

因此,一些天文學家認為,太陽系所處的“城鄉結合部”更利於生命的演化,我們太陽系所處的位置正是銀河系的宜居帶。


火星一號


太陽系位於銀河系的一個懸臂上,距離銀河系中心2.6萬光年,銀河系半徑6萬光年以上,太陽系所在位置大概相當於三環附近吧,距離銀河系中心更近。

太陽系處於獵戶座旋臂上,是銀河系的四大旋臂結構之一,旋臂內也是相當熱鬧的,從整體看來亮度、密度都比較高,僅次於銀河系中心地帶,按照一個城市的規模,獵戶座旋臂也算是一片商業繁華的地區,燈光(恆星)密集,人(物質)流量密集。

因為銀河系規模的龐大,太陽系隨著獵戶座旋臂在銀河系中旋轉,速度高達220公里每秒,所以地球在宇宙中的運行也是十分迅速的。旋臂相當於高速公路,像這樣的高速公路銀河系有4條,另外三條旋臂是英仙座旋臂、人馬座旋臂和一條跨越狐狸座和天鵝座的旋臂。旋臂的研究是用三角視差的方法觀測的,用射電望遠鏡捕捉宇宙激光發射源,然後把地球和太陽的間距作為基準線,得出輻射源的距離。

太陽系在銀河系的位置也使得生命得以產生,銀河系中心物質太過密集、輻射也很強烈,地球生命不能存在,而銀河系外側輻射比較弱,物質也很稀疏,太陽系最初可能就無法形成。不再市中心,也不待郊區,這日子還過得。


來看世界呀


太陽系在銀河系的什麼位置?是郊區嗎?

銀河系是一個由數千億個恆星系組成的龐大帝國,是一個擁有四條主旋臂的棒旋星系,太陽系就在獵戶座旋臂的邊緣位置(如下圖所示)。

從位置上來看,太陽系和銀河系中心之間的距離並不遙遠,大約是26000光年的樣子。然而銀河系的恆星並不是均勻分佈的,根據科學家的觀測,離銀河系中心越近的位置,恆星的密度就越高,在銀河系中心區域(就是上圖中最亮的那一部分),恆星的密度高達太陽系所在區域的上百萬倍,因此可以說,從恆星密度的方面來看,我們人類所在的太陽系位於銀河系的“郊區”。


看樣子我們人類被“分配”在銀河系的偏遠貧瘠之地,這是好事還是壞事呢?其實這是大大的好事,因為太陽系所處的位置,正處於銀河系裡最適合生命存在的區域。下面我們來具體講一下。

恆星並不是想象中的那麼浪漫,從本質上說它們都是一個個巨大的核聚變反應堆,並不是每一顆恆星都像太陽一樣穩定,它們會時不時地有一些大動靜,並向外釋放出強大的能量。與恆星相比,我們的地球只是極為渺小的存在,可以說它們隨便打個噴嚏,也許就會給地球上帶來一場難以想象的災難。


如果人類被“分配”在銀河系中恆星密集的區域,那麼我們將暴露在大量的能量輻射(例如高頻X射線、伽馬射線、輻射激波等)之下,後果如何大家可想而知。除此之外,其他恆星給太陽系造成的引力干擾也是一個極大的危險。

太陽系有三個小天體聚集區域,從內到外依次是小行星帶、柯伊伯帶以及奧特星雲,正常情況下,這些小天體都在太陽引力的約束下有條不紊地運行,假如太陽系向銀河系的中心靠近一點,那麼其他恆星的引力作用就會隨著距離的減小而增大,這會使太陽系內的眾多小天體偏離自己的運行軌道。


難以計數的小天體在太陽系中橫衝直撞,就算地球有木星保護,也難逃被“密集轟炸”的命運,我們人類也很難在地球上生存下去。而如果太陽系向銀河系的中心再靠近一點,地球自身的軌道都將變得很不穩定,一旦形成類似彗星的那種非常狹長的橢圓形軌道,地球就會變成“冰與火的世界”,生命也將蕩然無存。

這樣說起來,那些比太陽系更偏遠貧瘠的恆星系,是不是更加穩定,更加適合生命存在呢?看上去確實是這樣,但我們還要考慮另一個問題。


要形成像地球這樣的岩石行星,需要很多較重的元素(如氧、硅、磷、鋁、鐵、鈣、鈉、鉀、鎂等等),而生命本身也是如此。在宇宙中這些較重的元素通常都是在恆星內部通過核聚變反應生成,並在恆星消亡的時候才會散佈出來,也就是說,只有在恆星密集的區域,才能有足夠的物質,如果某個恆星系距離銀河系的中心太遠,那麼就根本不可能形成岩石行星,生命也就無從談起了。

我們可以看到,生命(至少是像我們一樣的碳基生命)不可能在銀河系中處處存在,只有在離銀河系中心不太近也不太遠的區域,才可能會孕育出生命,我們將銀河系中的這種區域也稱之為“宜居帶”,根據科學家的計算,這個“宜居帶”的範圍從距離銀河系13000光年的位置起,一直延伸到距離銀河系中心35000光年的地方(下圖中的綠色區域)。

可以看到我們的太陽系正好位於這片區域,這也是地球上能夠演化出生命的重要條件之一,因此我們不必抱怨人類被“分配”在銀河系的偏遠貧瘠之地,事實上這是好事,只有在銀河系的“郊區”裡,我們的地球上才可以存在著如此多姿多彩的生命(其中也包括我們人類)。

按照人類文明發展的速度,我們可能只需要100萬年的時間,就可以發展成強大的星際文明,100萬年的時間對人類而言很長,但對於恆星動輒上億年的生命週期來講,卻只是很短的時間。既然在銀河系的“繁華地帶”不可能存在生命,那就意味著這是一片“無人區”,因此可以說,我們人類只需要在銀河系的“郊區”默默發展,當科技水平達到較高的層次以後,再去涉足這片資源豐富的區域也不算遲。



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魅力科學君


我們的地球位於太陽系,而太陽則是一顆普通的恆星,在銀河系太陽這樣的恆星也是非常普遍的。根據目前的天文觀測,銀河系是一個螺旋星系,而且有著一個棒狀的核心結構。這就意味著太陽系的位置就在旋臂上,這也是現代天文學的觀測結果。銀河系的旋臂數量至少有兩條,由於銀心的遮擋,我們很難觀測到銀河系另一端的樣子。但是科學家推測,銀河系的旋臂數量至少2條以上,而太陽則位於一個叫獵戶旋臂上。

銀河系大約為10萬光年,我們的太陽系距離銀河系中心大約2.5萬光年,因此你也可以估算下自己的位置,其實我們不是在銀河系的郊區,算是中間位置,但是在旋臂上處於旋臂的末端附近。獵戶臂介於人馬座臂邊上,獵戶臂大約3500光年寬,這是一個不大的旋臂,而且長度大約為1萬光年。算是一個不長的旋臂,太陽系在銀河系的位置也算是比較近的,2.5萬光年不遠。10萬光年的直徑其實算是一個不大的星系,銀河系的恆星數量在5000億顆以上,行星的數量也差不多這個數字。太陽系雖然不在郊區,但也遠離了中心,因為中心引力太複雜了,足夠影響到太陽系的穩定。

如果我們在太陽系郊區,那麼暗物質肯定會影響我們,所以太陽系的位置算是比較理想的,不算郊區,也不算中心。這樣的環境比較適合生命和文明存在,因此太陽系出現文明也不算奇怪,加之太陽系內行星的排列,為地球提供了非常合適的環境。


深空電報


答:太陽系處於銀河系“獵戶臂”內側的邊緣上,整體上看,太陽系位置並沒有特殊的地方,反而是一個容易被忽略的位置,用題主的說法就是處於銀河系的“郊區”。


銀河系呈盤狀,簡稱銀盤,直徑超過10萬光年;

銀盤中間厚邊緣薄,正中間的隆起稱為銀心,中心厚度1.2萬光年,屬於恆星密集區域;

從地球上看,銀心位於人馬座方位(注:半人馬座和人馬座是完全不同的星座),距離地球2.6萬光年。



銀河系盤面由幾條懸臂組成,其中太陽系就位於獵戶座懸臂內側的邊緣上,處於恆星不太密集的區域,周圍引力場相對穩定,附近沒有標誌性的星團或者星雲,所以太陽系的位置很難引起外界注意。


太陽系圍繞銀河系中心運轉,公轉速度220km/s,公轉週期2.5億年;其中距離太陽系最近的恆星為半人馬座三星的比鄰星,約4.22光年,在銀河系北極上方看,太陽系是沿順時針公轉。





在銀河系的側面看:



(1)太陽系的黃道平面和銀河系的銀面,存在60.2°的夾角;

(2)黃道平面和地球的赤道平面也存在黃赤夾角(23°26’),所以銀河系的北極、太陽系的北極以及地球的北天極將指向不同地方;

(3)地球公轉軌道的夏至點,位於太陽和銀河系中心之間,這也是夏天的夜空星星更多的原因,因為銀河系中心的恆星更密集;

在銀河系的中心方向(人馬座方位),存在一個極強的伽馬射線源,科學家推測這是銀河系中心的超大質量黑洞引起的,該黑洞大約400萬倍太陽質量,黑洞周圍的天體活動非常劇烈,如果太陽系靠得太近,那麼地球生命將不復存在。


在銀河系銀面內,存在很多恆星密集區域,這些恆星大量聚集形成星團,每個星團內的恆星數量高達數十萬、甚至數百萬。

比如:

(1)Westerlund 1星團,就距離地球1.6萬光年,擁有20多萬顆恆星,以及數千顆超新星殘骸;




(2)半人馬座歐米伽星團,距離地球2.77萬光年,其內部包含數百萬顆恆星;



像這樣的星團,銀河系內超過150個,星團內的引力非常不穩定,倘若太陽系處於這樣的星團內,那麼對地球的生命將是極大的考驗。

所以,也正是因為太陽系位置相對“偏僻”,才使得地球有較好的空間環境,給地球生命提供40多億年的進化時間;至於在恆星密集的地方,是否有足夠的時間進化出高等智慧生命,就不得而知了。


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艾伯史密斯


不是郊區,確切點說,是位於“市中心”外的一個較為適宜人居住的“居民樓小區”裡,距離“市中心”不算遠,也不算近,但就是剛剛好。

銀河系的整體跨度在16萬光年左右(原本科學家推測銀河系直徑在十萬光年左右,在2015年時,科學就最新發現推測銀河系的體型要比之前大50%),那麼它的半徑就得在8萬光年,太陽系距離銀河系中心約2.6萬光年,從距離上來看,顯而易見,不是郊區位置。

太陽系位於銀河系的一條名為獵戶臂的支臂上,銀河系有兩條主要的支臂,和兩條不甚明顯的小支臂。

太陽系處在這個位置上,每2.25-2.5億年就圍繞銀河系中心轉一圈,迄今為止,已經轉了大約20圈有餘了。


科學船塢


太陽系在銀河系的什麼位置?是郊區嗎?

也不算郊區吧,如果按10萬光年計算,太陽系應該算2環-3環之間吧,不過即使按最新的20萬光年計算也不會排到更近,因為10萬光年之後統統都算城鄉結合部了.....

銀河系所在的位置是距離銀心2.6萬光年的獵戶座懸臂邊緣處,簡單的說就是在某個小區裡的最後面幾棟....

這個環狀看得夠清楚吧,數一數中心區域不算,從外側開始有幾個環,太陽系就在2環過了後的區域......

淡藍色區域是銀河系的宜居帶,我們太陽剛好在銀河系宜居帶的外側邊緣,運氣不錯吧!不過個人認為太靠近銀河系的核球處受到銀心的X射線的爆發輻射影響很大,但在更遠的邊緣處不會,只要有一個合適的恆星以及宜居的行星,那麼屬於那個星系由有什麼關係呢?只要帶著太陽一起走,在系外流浪也無所謂啊......銀河系又不會庇護我們!

100光年內的恆星

太陽系附近的銀河系局部!

各位瞭解咱在銀河系中的位置了嗎?

這就是太陽系的運動狀態


星辰大海路上的種花家


要知道我們在銀河系的位置,需要大致瞭解銀河系到底長什麼樣子。位於南維30°卡拉哈里沙漠的布須曼人,將銀河稱為“夜空的脊樑”,我們則生活站在一頭巨大的野獸體內。《莊子-逍遙遊》裡說:“吾驚怖其言猶河漢而無極也”,從此東方雅士則一直以天河來描述它,而古希臘羅馬的信徒們,則把它想象成赫拉克勒哺乳時灑下的乳汁——Milky Way。

當然這些都不是銀河最真實的描述,“不識廬山真面目,只緣身在此山中。”銀河實在太大了,我們不可能從外觀測它。我們如今對銀河系的描述也僅僅是通過觀測恆星移動的趨勢,參照宇宙中其他漩渦星系的外形而推測出來的。

銀河系的樣子

銀河系是一個鑲嵌在暗物質光暈中的一個大圓盤,中間凸起,四周有旋臂。而太陽系就在其中的一條較小的旋臂中間位置。當我們看向人馬座時,則能透過圓盤看見星光璀璨的中心區域,而望向獵戶座方向則是相反。所以太陽系並沒有住在銀河系的市中心,但也算上不郊區,簡單地算個外環吧。

對銀河系大小的估計大相徑庭,其直徑大約有10萬光年-20萬光年,厚度大約1000光年-2000光年,包含1000-4000億顆恆星,都圍繞著銀心旋轉。太陽系離銀心大約26000光年,公轉一圈大約需要2.2億年,可稱一個“銀河年”。

現在我們大致知道銀河系有4條主要旋臂,即英仙座旋臂、獵戶座旋臂、人馬座旋臂和三千秒差距臂。太陽系位於靠近獵戶座旋臂的內側。

這些旋臂都是由恆星、塵埃與氣體組成的巨大鏈條,鎖住了大部分的銀河系天體,在旋轉的過程中,還在產生的新的恆星。

太陽系的特殊位置

如果以人擇原理來說的話,太陽系剛好處在銀河系的宜居帶上,就像地球剛好存在太陽系的宜居帶上。不同的是太陽系裡的宜居帶主要考慮的是陽光強弱程度,以及水的存在形式。銀河系的宜居帶主要是檢查的是金屬丰度——宇宙中除氫和氦以外的所有元素的相對含量。



一般來說,銀河系從內到外,金屬丰度是逐漸減少的。金屬丰度過少就很難形成固體行星,或者即便形成了行星,周圍極其稀薄的氣體分子也很難形成大氣,也就不大可能產生有機分子。而金屬丰度過大,會頻繁產生超新星爆發,以及產生新的恆星,就像銀河中心一樣,那裡的高能輻射讓生命存在的可能性幾乎為0。

現在的主流觀點認為距離銀心4-10kpc(1kpc=3260光年=3.08*10^19m)距離是宜居帶。而太陽系之所以能出現適合生命出現的環境,可能就是因為太陽系既遠離銀心的惡劣環境,系內又擁有偏高的金屬丰度,但不至於產生過多的巨行星把像地球這樣的宜居行星踢走。

總結

太陽系算不上銀河系的郊區,但卻是一個信息閉塞生活舒適的小鎮。而銀心這樣的一線大城市,則是恆星的家園。

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想法捕手


銀河系郊區說非常有意思,這裡面有要說起來還有一段引人入勝的歷史!

首先回答問題:銀河系隸屬於室女座超星系團的超星系群,只是宇宙中一箇中型的且平凡的棒旋星系。銀河系有很多分支懸臂,太陽系就在其中一個叫做獵戶臂上,離銀河系中心有2.61萬光年的距離。領著幾個小不點其中就包括我們的地球,圍繞著銀心以240千米每秒的速度一路狂奔。至於說是不是郊區?權且應該看作是城鄉結合部更為準確吧。

第一個問題:為什麼總有人說太陽系是銀河系的郊區?答:這是人類的自作多情!

為什麼很多人會認為太陽系是銀河系的郊區呢?這個問題其實非常有意思,除了距離的因素更重要的原因在於,人類因為找不到外星人,就只能進行自我安慰,認為我們是銀河系大家庭郊區中的成員,這裡是一片生命的荒漠,但這種想法從未得到證實。比較知名的橋段是劉慈欣先生的《鄉村教師》,銀河系碳基聯邦直接將太陽系稱作了生命荒漠區域。

第二個問題:處在銀河系的郊區或者城鄉結合部,是我麼的悲哀還是幸運?答:正是因為太陽系遠離銀心,才誕生出了人類文明!

按照現行的天文觀測及推測,銀河系中心地帶是一片巨型黑洞和白矮星等大質量天體集中的區域,而且在正中心還可能存在一個超級黑洞,它們是整個銀河系的凝固劑,共同用引力維持著整個銀河系。不僅存在著超強的引力,而且存在著劇烈的輻射,不時爆發的超新星會輻射出超強的伽馬射線暴。總而言之在強者橫行且充滿危險的銀河系中心區域,我們的太陽及地球根本保護不了我們,甚至連太陽和地球本身也會被直接撕碎、吞沒或者烤乾。因此遠離銀河系中心並不是我們的悲哀,而恰巧是人類的幸運。

如果要像問題本身一樣打一個形象的比喻,銀河系就是一個繁華的都市,中心區域寸土寸金,房價太高生存成本太高,不是真正的強者根本無法立足。而我們人類由於年齡小、家裡窮,又沒什麼技術,只能在郊區的城鄉結部討一口飯吃,至少到目前為止我們生活的也還挺好。或許有一天等我們有錢了,有技術了我們也會到真正的城市中心去生活。

在卡爾·薩根著名科幻作品《接觸》中就想象銀河系是一個大家庭,擁有超級技術的外星人在全宇宙建設了星際高速地鐵,銀河系的中心就是這個超級地鐵站的中心樞紐。

致力科學於科幻,專注深度,歡迎喜歡科幻的朋友關注:深度科幻!


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銀河系

我們的太陽處在銀河系的當中,但我們要知道的是銀河系實際上非常大,直徑大概介於100,000光年到180,000光年之間,其中有1500~4000億顆恆星,可能至少存在1000億顆星系。太陽只是其中的一份子而已。如果把太陽到海王星之間這個範圍看成是一枚五毛錢的硬幣,那銀河系大概就得有整個中國這麼大

而且我們要知道的是恆星和天體還只是我們可以觀測到的,銀河系中還存在這一個“暗物質銀盤”。說白了就是和銀河系差不多大的暗物質構成的一個天體,它所提供的引力要遠大於銀河系可見物質所提供的引力。如果僅僅是依靠銀河系的可見物質,太陽最多也就能跑160km/s,而有了暗物質之後,太陽的速度可以達到240km/s。這也是我們實際觀測到的數字。

太陽其實在銀河系中的位置也很特別,大概距離銀河系中心大概是26,000光年,銀河系有三個懸臂,我們就在其中的獵戶臂的螺旋臂的內側邊緣。通過計算,我們可以知道,太陽繞著銀河系質心的公轉週期大概是24,000萬年。

客觀地說,太陽距離銀河系中心算是比較遠的了,但也不算是在銀河系的邊緣,距離銀河系的邊緣大概也有24,000萬光年左右。因此,算是一個既不居中,也不算在邊緣,恰好在銀河和邊緣中心的位置。

那這個位置有什麼說法嗎?

我們可以這麼說,如果太陽往銀河系中心挪一挪,或者往銀河系邊緣挪一挪,那地球上也就不會有人類,而且大概率是不會有生物了。那為什麼這麼說呢?

宜居帶

我們都知道,地球處於太陽系的宜居帶當中,這條宜居帶其實非常地窄。我再來通過一個比喻,讓你感受一下這個宜居帶到底有多小。如果,我們把太陽系看成是一個足球場那麼大,那這個宜居帶大概就是拿一把刻刀在地上劃下一條線那麼寬。所以,人類是真的很幸運,因為地球恰好就在這當中,可以說這個概率是很低的。

那在太陽系的宜居帶中有什麼好處呢?

這就說明地球所接收到的太陽輻射不會太多,以至於太熱,也不會太少,以至於太冷。在這個位置接收到的太陽輻射是剛剛好的,這也就確保了液態水可以保存在,而不會被蒸發掉,或者結冰。無論出現是蒸發還是結冰,都很不利於生命的起源。

星系的宜居帶

同樣的道理,實際上星系也有宜居帶,而且這條宜居帶同樣是非常窄。那為什麼星系也有宜居帶呢?

這是因為如果太靠近銀河系中心了,那裡的物質密度很大,有很多大質量的天體,會產生很多高能的宇宙射線。

這些宇宙射線你可以理解成超高能的輻射,對生物是致命的打擊。而太陽其實也是有射線的,不過地球可以利用自身的地磁場來保護地球的生命。

銀河系中心的那些宇宙射線要遠比太陽的射線強太多,根本不是地球的地磁場所能夠抵擋的,因此,如果太陽系在銀心附近,可能隨意來一個宇宙射線就可以讓整個地球上的所有生命都滅絕。更不要說,在那個環境下,很容易發生天體之間相互合併,或者小質量天體被大質量天體吞噬的現象。所以,銀心周圍實際上是一個很危險的地方。

那為什麼不能在銀河系的邊緣呢?

這其實和元素有關。我們要知道的是,構成地球以及人體的元素不僅僅是氫和氦。但是氫和氦佔據了整個宇宙元素總量99%以上。也就是說,宇宙中大部分都是氫和氦。而要產生更高順位的元素就需要通過恆星的核聚變反應。這就要求可以形成足夠大質量的恆星,並且合成足夠多的元素。而星系邊緣的物質密度很低,恆星相對較少,恆星的質量也相對較小。這就導致星系邊緣的重元素很少。如果重元素很少,那也就很難會出現地球和人類了。

因此,太陽系的位置其實是恰到好處的,正是因為太陽系處於這樣的位置,才使得地球可以有穩定的環境,才會誕生生命,才有可能演化出人類這樣的高智慧生物。


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