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銀河系只有一張真正的360度全景圖,其余流傳的沒一張是真照片
2023/08/17

當你抬頭仰望美麗的星空時可曾幻想過它的全貌是何模樣?隨著航天科技不斷發展,我們能夠看到月球視角的地球,能看到太陽系各大行星的「肖像」。人造衛星、航空母艦、空間站,我們似乎對宇宙空間有了更多了解,對「星辰大海」的夢想征途有了更多愿景。

太陽系

但是,我們的腳步現在只能夠邁在太陽系內,太陽系以外的星系,我們知之甚少。在這有2000億甚至更多的恒星與我們同處的美麗星系中,太陽系也只不過是一個很普通且簡陋的星系罷了。銀河系,這浪漫的名字下遍布著謎題,藏匿著許多未知,而我們身在其中,很難認清它的「真面目」。

星云

目前還沒有人親眼見過銀河系的全貌,網絡上所流傳的銀河系照片也都是靠想象制作的,迄今為止,銀河系只有一張真正的360度全景圖。

唯一的銀河系全景圖

你一定看到過很多銀河系的照片吧,照片里漫天星河仿若從古老的時光中落落大方走來,熠熠生輝,看起來是浪漫而永恒的。但我必須打破你美好的幻想,因為那些并非真正的銀河系照片。

銀河系

迄今為止,唯一一張銀河系星光全景視圖來自一個名為「斯皮策」的太空望遠鏡。它屬于美國宇航局,我們所擁有的唯一一張銀河系星光全景視圖是用它10年時間拍攝到的200多萬張紅外快照拼接構成的。對于這張全景照片,美國宇航局斯皮策空間科學中心的成像專家羅伯特·赫特(Robert Hurt)說:「如果我們真的把它打印出來,將需要一個像體育場一樣大的廣告牌來展示它。」

「斯皮策」太空望遠鏡

人類花了十多年時間研究從太陽系中的小行星到可觀測宇宙邊緣最偏遠的星系等事物。在此期間,斯皮策一共花了4142小時,172天在紅外光下拍攝銀河系的圓盤或者平面,美國的科學家們把它拍攝的200多萬張紅外線照片拼接成一個廣闊的視圖。斯皮策捕獲了大約3%的銀河系太空,但是由于它聚焦于銀河系平面所在的地球帶,所以這張照片只顯示了銀河系一半以上的恒星。

拼接全景圖

當我們從太陽系看向銀河系中心時,我們可以看到一個擁擠、因塵土飛揚而看起來顯得模模糊糊的區域擠滿了星星。塵埃的數量隨著距離的增加而增加,從而阻擋了可見的星光,因此,可見光望遠鏡是無法深入到這個區域的。值得慶幸的是,紅外光可以穿過塵埃,讓斯皮策能夠向銀河系中心掃描,這使得我們有機會一窺銀河系的真面貌。

關于銀河系的拍攝

我們能看見的所有星星無一例外屬于銀河系,人類能見的星星只不過是銀河系的冰山一角罷了。幾千年來,人類仰望夜空,敬畏銀河。今天,天文學家們繼續著這一傳統,不斷向天空探索著。

不斷地探索

在天氣晴朗無云的時候,從地球的角度看,夜空中的銀河在十分黑暗的地方是可見的,我們不能從明亮的城市燈光下看到銀河系。它看起來就像一條在天空中流淌的銀光閃閃的長河,所以我們將它稱為「銀河」。你也許會問既然我們能夠看到銀河系,為何拍攝銀河系全景圖卻這麼困難呢?

像一條長長的河

首先,我們銀河系的龐大規模足以令人瞠目結舌,NASA估計銀河系的直徑在 10 萬到 12 萬光年之間。為了獲得銀河系的全景視圖,我們首先需要一個能夠在太空中工作的照相機,它能為我們提供一個廣闊的視野。然后我們需要把照相機飛到銀河系上方大約 10 萬光年的地方,把它對準地球——以我們目前的推進技術,這需要 22 億年才能完成。

俯瞰銀河系

以目前人類的科技水平,我們所制造的飛行器能夠飛出的最遠的地方,就是飛出日光層后到達的不受太陽風影響的地方,它處于恒星之間的星際空間,我們還沒有能力制造出能夠完全擺脫太陽引力的飛行器。

1923年以后,科學家們通過不同的波長來觀察我們的星系(即無線電波、紅外線、X射線、伽馬射線),這個觀測方式使我們獲得了更接近銀河本身的圖像。比較無奈的是,天文學家通過這種方式可以看到的銀河系只占整個銀河系的10%左右,那10%的另一邊是什麼基本上是個謎。

旅行者的位置

雖然我們為了看清銀河系做了很多努力,但我們仍然受限于視角、規模和可見性障礙等重重困難。

銀河系「畫像」

銀河系究竟是什麼樣子呢?早期的天文學家認為銀河系是一個螺旋星系,很像附近的仙女座星系,而有很多關于銀河系的具體形狀的討論認為它是一個螺旋型星系,但具體的形狀一直時有爭議的,有科學家認為銀河系更像是一個帶有零碎的馬刺和更小的臂狀結構的棒形螺旋。

銀河系的旋臂

直到 20 世紀,天文學家哈洛·沙普利測量了球狀星團的分布和位置,天文學家們才能夠準確地描繪出我們的銀河系實際上的樣子,并確定了銀河系的中心距離地球 28000 光年,中心是一個凸起,而不是平坦的區域。在2005年的時候,斯必澤空間望遠鏡證實了銀河系其實是一個棒旋星系,而不是一個普通的螺旋星系,這使得我們離銀河系的真面目又近了一步。

銀河系不平坦

我們所在的星系被一個光環包圍著,數百個古老的球狀星團在擴展的光暈周圍聚集。旋臂包含恒星、冷的分子氣體、發光的恒星形成區域和黑暗的塵埃。星系隆起部分主要包含較老的恒星,看起來比旋臂更紅。由于中心凸起被拉長,銀河系被歸類為棒旋星系。

太陽系在銀河系中的位置

我們所在的太陽系在銀河系的一條旋臂上,如果你能飛上太空,飛上我們的星系,向下看,你會看到一個巨大的螺旋,有點像一個風車。

結語

面對浩瀚銀河,深覺人類渺小。時光不老,而人類卻代代更替,從古時「嫦娥奔月」到今朝航天器「上九天攬月」,我們懷著一顆敬畏之心,不斷前進,探索著宇宙的未知。迢迢星河,長路漫漫,相信終有一天,我們會見到銀河系的真實面貌。

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