我们就在银河系里,是通过什么角度得知银河系的模样的?

小猪不吃食儿


银河系是一个直径长达16万光年的恒星系统,太阳系就位于一条猎户臂的悬臂中,距离银河系中心大约为2.6万光年

那么人类从未离开过太阳系,是如何知道银河系的全貌,又是如何知道太阳系在银河系中的位置呢?

关于银河系的样貌最早可追溯到1785年,当时英国天文学家威廉赫歇尔通过恒星计数方法,首次提出了银河系为扁平状的假说,认为太阳系在银河系的中心。


而随着天文学的发展,时间来到了1918年,美国著名天文学家沙浦利,利用胡克望远镜对众多球状星团进行研究,发现太阳系其实并非位于银河系的中心,而是位于银河系的边缘地带,由此建立了银河系透镜形模型,人类开始对银河系的结构有了更深入的了解

在我们如今所看到的银河系图,其实并非是银河系的真实图片,而是科学家观测模拟出来的。 由于我们身处于银河系之中,科学家只能通过观测其他恒星来测量这些天体与地球的距离和位置,当收集到这些天体的数据后,再将这些数据通过计算机模拟出银河系的全景图,从而就能大致的确定银河系的主体结构。



不过这些数据还在不断的修正当中,2015年科学家研究发现,其实银河系比之前所认为的要大百分之五十以上,因此银河系的直径也从原来的10万光年,修正到了16-18万光年之间。

在我们看来,人类或许永远都无法知道银河系的真实样貌,因为银河系太过浩瀚,地球、太阳系也仅仅是一粒尘埃。


宇宙探索未解之迷


公元1084年5月,苏轼贬赴汝州时路过九江,与友人同游庐山之后,写下了若干诗篇,其中就有《题西林壁》


“不识庐山真面目,只缘身在此山中”是这首诗流传千古的名句,其中蕴含的道理也通俗易懂,但就今天来说,人类在“山中”就已经能看到整座山的面目了,最典型的例子就是天文学家们制作的“银河系全图”

太阳所处的银河系是一个直径20万光年,中心厚度1.6万光年,边缘厚度3000光年的棒旋星系,由1000亿到4000亿颗恒星组成,这若干亿颗恒星都在围绕着银心区域的超大质量黑洞人马座A*公转,我们的太阳系绕银河系中心黑洞公转一圈,需要2.2亿年左右。

人类目前的宇航速度还在光速的千分之一附近徘徊,所以绝无可能飞出银河系,而地球夜空中那条银河虽然只是银河系的一小部分,但它严重阻碍了天文学家对银河系的观测。

看到这里很多人不禁要问,既然银河遮挡了视野,如今的银河系全景图是怎么来的呢?

答案是积累和校准


美国天文学家埃德温.哈勃在一个世纪前开创了星系天文学并把星系按照形状分为,椭圆星系,螺旋星系,透镜星系,不规则星系,后来射电天文学的出现,让人类得以从可见光波段之外观测银河系,经过长时间的天体数据积累后,天文学界对银河系的结构有了大体认知,一致认为银河系是一个螺旋星系。


上世纪末,以埃德温.哈勃为命名的哈勃太空望远镜升空开始工作,其强悍的光学探测能力让人类直观看到了宇宙中形形色色的星系,以海量星系数据为基础上,天文学界开始了对银河系形状的校准,并在此过程中将银河系从螺旋星系进一步细分为棒旋星系。

天文学家们还发现,银河系拥有四条主旋臂和若干条次旋臂,且从侧面来看,银河系并不是扁平状,而是波浪状。




从地面天文台到太空望远镜,长达几十年的数据收集和校准让银河系模样逐渐清晰,最终让我们看到了现在的银河系视图。

但天文学家们并不满足于现在的成就,目前地球轨道上仍有若干架天文望远镜和若干颗天文卫星,它们仍在不断收集银河系内恒星数据,天文学家会以这些数据为基础,在未来生成最接近真实银河系的“银河系立体模型”


宇宙观察记录


地球在太阳系中,太阳系在银河系中,这就像你坐在客厅里观察你家别墅看起来是什么模样。假设你家墙壁是透明的,你可以用测量工具测量所有物件到你之间的距离和角度,建立一个三维极坐标,根据这些数据,就可以用计算机重构建成一个你家立体的模型,然后帖上外观纹理,就可以看到你家别墅的外貌了。

银河系的观察也一样,就是观察大部分的银河系中恒星位置方位和距离数据,用计算机就可以构建成银河系的模样了。我们在网上看到的银河系图片都是计算机构建的,并非直接看到的模样。

要直接看到银河系的样子,除非离开银河系,目前对人类来说是不可能的。


维度开拓者


其实我们现在所了解的银河系的样子,仍然是一个大概,并不是十分精确,随着科技的发展,人们对银河系的样子也会逐渐修正。

我们如果要了解地球的全貌,按照现在的科技水平,通过卫星很容易就能得到,但是银河系太大,以人类的科技水平,是无法像使用卫星绘制地球全貌一样绘制银河系全貌,但是我们要知道,在人类将卫星送上天空之前,人类已经知道了地球全貌,同样的,尽管我们不能使用某种手段俯瞰整个银河系,但是我们也可以通过一些手段来绘制出银河系的全貌来。

能够使用的方法,大概分为两种,第一种方法可以称为天体定位法,具体讲我们建立一个坐标系,然后通过现在的科技手段,将我们能观测到的银河系内的各个天体的位置坐标在坐标系中标记出来,当能够确定坐标的天体越来越多时,银河系的大概样子就能绘制出来了,这就像我们站在一个广场内,广场里有很多人,如果你能知道每一个人的具体位置,那么这些人在广场内聚集的全貌就可以很容易画到一张纸上。

第二种方法,虽然我们无法一次观察出银河的全貌,但是可以观察银河系的局部,如果将银河系的每一个局部区域都绘制出来,然后将它们按照其所在的位置拼在一起,就能得到银河系全貌了,这种方法其实和古代人绘制地形图使用的是一个原理,那时的人没有飞行器,看不到某个很大区域的全貌,但是可以通过绘制局部,最终拼出某个区域,甚至整个地球的全貌来。

美国最新公布的迄今最大的银河系全景图像,就是由超过200万张斯皮策太空望远镜拍摄的图片拼凑而成。

除了上面两种方法,其实还有第三种方法,我们身处银河系之中,看不到银河系全貌,但是通过天文望远镜,我们能够观察到很多河外星系的全貌,这也给科学家绘制银河系的全貌提供了重要的参考依据。

一直以来,银河系的样子被认为是一个扁平的棒旋星系,整体呈扁球体,具有巨大的盘面结构,由明亮密集的核心、两条主要的旋臂和两条未形成的旋臂组成,总体是平坦的。但是最近中国科学家修正了这个结论,得出了银河系的全新样子,如下图,不再是一个平坦的盘子的样子,而更像是一块卷曲的薯片。


rahamra


人类都是通过仰视观察银河系,晚上因有星光看得比白天清楚。地球上的天文望远镜基本也是这个角度观测银河系,比肉眼精细多了。哈勃望远镜在太空中观测角度可以随意变換。

现在发布的银河系图片实际是长期观测校准加上电脑模似的产物。大约经过百年以上的观测,科研人员才掌握了它每一颗恒星的位置体量等。由于银心黑洞的影响,它周边的时空都是被弯曲的,需要经过计算作出调整。

2020-1-16


手机用户54578927414


确切地说,我们还不知道银河系的外形!由于银河系在遥远的光年之外,我们现在所描绘的银河系形状都是通过天文望远镜的观测以及本身我们所处太阳系的公转轨道从而推测出来。即使现在的说法银河系的外形类似于一个扁球状,而且中心是一个巨大的黑洞等等这些都是很片面的了解。2015年,天文学家发现所观测到的银河系要比之前所认为的增长50%,这就足以说明我们现在的科技水平不足以去证明银河系的很多问题,就单单连银河系的外形也只是一个模糊推测。


点滴生活933



绿园之锄


观测自己的星系比较复杂,不单单是不同角度拍摄或者位置确定。举个例子,如果手上的一个细胞想看我们自己整个的身体照片,可以举高手拍摄,侧面拍摄,最后合成照片,那么就可以得到我们想要的图片,再者如果我们是身体表面的细菌,可以通过爬行,测量高度和图片合成我们的身体照片,但是现在我们是体内小肠上面的一个细胞,如何得到我们的身体照片呢!我们无法将手伸出体外,也不能绕身体爬行,怎么办?第一拍摄不同角度照片,第二建立xyz三维坐标。但是这还不够,头和脚距离太远,不能确定头和脚是不是属于自己。那么就要通过测量恒星的角速度,只围绕银河系心旋转的就是属于银河系,围绕别的系心也围绕银河系心属于矮星系,无规则的属于流浪星,大致分出界限,详细计算后可以得出银河系大概图。


幸运之神144384211


波普及射电望远镜,还有卫星等!


特殊事物咨询师


我们都常看到,不用望远镜,夏天乘凉时夜晚看到的那天河似乎近在咫尺


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