每当仰望夜空，看到那难以计数的繁星，你是否曾想过，在这浩瀚的宇宙中人类真的是孤独的吗？霍金曾断定外星生命是肯定存在的，还耗资亿万美元用突破摄星计划去搜寻。现阶段，虽然我们还没有直接观测到外星生命的存在，但用概率论来解释，外星生命几乎是100%存在的。因为就我们银河系而言，科学家就推算有超过1000亿颗恒星存在，那么处在宜居带上的行星难道会少吗？
这种概率论推算的方法，取决于数据是否准确。我想肯定有人会问，银河系1000亿颗恒星是怎么推算来的？其实这个问题同样困扰着科学家们，因为一颗一颗的去数显然是不切实际的，那么这些聪明的大脑是如何解决这一难题的呢？
首先，要了解银河的结构
你可能会奇怪：银河的结构和星星的数量有关系吗？有，而且关系很大。因为银河系的每个区域的恒星密度都是不一样的，对于如此广阔的区域，如果不了解其结构，就很难估算恒星的数量。
银河系是一个直径约10万光年的棒旋星系。从外太空看银河系呈现出中央凸起，周围环绕着四条旋臂，由两条旋臂和两条小旋臂组成。两条大旋臂分别被称作英仙座和射手座，太阳位于其中一条称作猎户座的小旋臂上。
星系的外围还有一层巨大的热气晕，直径达数十万光年。天文学家推测，这个光晕的质量和银河系内所有恒星的质量相差无几。然而，银河系的大部分恒星却很难看到，因为星系中心存在着一个充满恒星、气体和尘埃的凸起结构，还有超大质量的黑洞。这个区域的物质覆盖太厚，即使再强大的望远镜也穿透不了这一区域。天文学家们还不确定这个凸起结构是什么时候怎么样形成的，部分人认为是银河系在早期形成时与其他星系发生碰撞造成了变化。
过去天文学家一直以为，天空中看到的所有星星都位于银河系内，直到20世纪20年代这种想法才改变。当天文学家埃德温·哈勃利用一种造父变星的恒星测量到天体之间的距离时，从此，天文学家才了解到宇宙中还有整片与银河系分离的星系。
然后，运用统计学记录分析数据
了解了银河系的结构，就可以对银河系每个区域进行光谱分析，从而估算出银河系的整体质量，进而再估算其中的恒星数量。
我们知道，所有的星系都在远离彼此，它们的光线波长变长，光谱的谱线朝红端移动，这种现象称作“红移“。但也有些星系会因为旋转而向地球靠近发生”蓝移“。天文学家必须要知道星系的旋转方向是什么，然后才能做出合理估计。
通过“长缝光谱仪”技术能很好地对其处理，在仪器长缝中能观察到星系拉长的波长，星光通过棱镜折射分解成彩虹的色彩。
其中有些颜色会缺少，在周期表中这一缺失部分会不断地重复显示作为某一特定模式。这使得天文学家们能分析出恒星中有哪些元素。不同类型的恒星都有它们各自独特的化学纹理，这都可以在望远镜中显示出，只要有一定尺寸的望远镜一般都可以得出这种光谱分析。
好在不同的星系，其中恒星的光谱类型都有一定的规律，比如椭圆星系比漩涡星系拥有更多的K型和M型的红矮星，因为椭圆星系更古老，它们的气体由于在演化过程中被吹走而不断减少。
那么，银河系到底有多少星星？
根据估算，除去暗物质，银河系中剩下的“物质”大部分由扩散气体和尘埃组成，星系质量的3%由恒星组成。此外，恒星本身的大小也会差别很大，有太阳般大小，也有几十倍更小或更大的恒星。由此估算出，银河系中的恒星数量应该在1000亿的量级上。那么，下次再仰望银河，你就会知道，那是一个1000多亿个太阳一起闪耀的神奇世界！
编译：李珏，校核: 于新阳，戴建峰。更多精彩内容，请关注企鹅号“中国星空摄影联盟”。
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