我們在銀河系中,那麼銀河系的俯視圖是怎麼拍攝的?

祥子1505654


我們在銀河系中,那麼銀河系的俯視圖是怎麼拍攝的?

其實銀河系的俯視圖不是拍攝的,我們地球上看不到這樣的銀河,最多看到一條淡淡的光帶和黃道光交相輝映!

巨大的“V”形橫跨在ESO在南美的帕拉納爾天文臺頭頂的天空!

這就是我們地球上能看到的最為美麗的天空了,如果我們的技術沒有提升的話,就永遠只能欣賞這個角度的銀河,但是很幸運,歐空局的蓋亞探測器前所有未有將銀河系裡的恆星三維位置理了一遍,讓我們得以在超級計算機中模擬出了銀河系各個角度的模樣,當然也包括上帝的角度!

以太陽系為座標中心的銀河系俯視圖,視角位於銀道面北天極方向,而太陽系則位於離銀心2.6萬光年的獵戶座懸臂邊緣處!

歐空局的蓋亞探測器示意圖,它以一條複雜的利薩如軌道上圍繞L2拉格朗日點運行,這裡不但躲開了地球大氣層的擾動,也能看到地球上被遮擋住的天體!

遠離太陽方向的的L2點在距離地球150萬千米處,蓋亞探探測器增加了2057050顆恆星的位置、視差等數據,未來還將統計超過10億顆恆星的數據!

當然並不能否認蓋亞之前天文學家的辛勤統計工作,早在公元前129年, 依巴谷在他的星表中就已經記錄了850顆恆星的位置。到了1627年,魯道夫星表記錄了超過1400顆恆星,其中2/3的數據來自第谷·布拉赫帶領的全新觀測。1801年,有了現代望遠鏡,傑羅姆·拉朗德的星表達到了47000顆;而到了1976年,PPM星表已經收錄了378910顆星星的位置和運動數據。但是2000年初的第谷第二星表突然猛增到2539913顆恆星,完全得益於蓋亞衛星的前身依巴谷衛星的觀測。因此一張簡單銀河系俯視圖,幾乎是經過了N多天文學家多少代人的努力,才顯示在我們的平面圖上!

這是UGC 12158星系的照片。這是被認為是在外觀上最類似於銀河系的星系。


星辰大海路上的種花家


根據數據進行模擬得到,不能拍攝。

首先需要說明,我們目前對銀河系的瞭解還非常有限,由於我們現在還做不到飛到銀河系外進行拍攝,所以對於它的形狀大概的樣子都是藉助近二十年來飛速提升的科技水平,尤其是空間望遠鏡領域的發展。我們現在可以很確定的說銀河系是一個棒旋星系而不是一般的漩渦星系。

星系要想得到俯視圖,除非它的盤面垂直於我們的視角,否則我們不可能得到俯視圖。對於銀河系,拍攝我們視角的直觀照片主要有兩種方式,一是通過在地球上不同地點拍攝,將所得圖片進行拼接,二是空間望遠鏡拍攝。


不同波段的銀河系全貌。從地球角度,我們只能看到銀河系的這種照片。

如果想要看到銀河系的俯視圖,我們只能通過模擬,這需要綜合我們對銀河系的所有了解,構建星系的模型。目前這一領域最大的發展來自於射電天文學和多波段空間望遠鏡。

最早的關於銀河系形狀的探索主要是依靠氫原子發出的波長21釐米無線電波。由於銀河系中心塵埃密集,可見光的方式用不上,但21釐米波卻可以被觀測到。


圖為上世紀中期對於銀河系形狀早期的探索。圖中的圓以銀心到太陽的距離為半徑。圖是以在地球北半球得到的數據為基礎得到的,故而有部分銀河看不到。後來另一波射電天文學家在南半球的澳大利亞用同樣的方式得到那一部分沒被看到的銀河數據,並最終得到了完整版。

圖為完整版銀河系結構,圖中的空白是被銀心遮擋的部分,夾角處的點即是太陽。

這些早期的開山研究基本奠定了後來幾十年銀河系在人們心中漩渦星系的形象。

進入新千年,銀河系棒旋星系的身份被確定,原因是對於銀河中心區域的研究使得我們積累了大量數據,這時候發現傳統模型預測和觀測到的銀河系恆星的空間速度有偏差,一些恆星正在高速遠離我們,有圍繞某根之前我們並不知曉的軸作軸對稱運動的趨勢,這個結論是大名鼎鼎的斯皮澤望遠鏡最先得出,後來的斯隆巡天給出了無可辯駁的數據證明。

形狀知道了,再加上它的大小以及不斷深入研究的懸臂,我們就可以製作俯視圖啦。



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