我們就在銀河系裡,是通過什麼角度得知銀河系的模樣的?

小豬不吃食兒


銀河系是一個直徑長達16萬光年的恆星系統,太陽系就位於一條獵戶臂的懸臂中,距離銀河系中心大約為2.6萬光年

那麼人類從未離開過太陽系,是如何知道銀河系的全貌,又是如何知道太陽系在銀河系中的位置呢?

關於銀河系的樣貌最早可追溯到1785年,當時英國天文學家威廉赫歇爾通過恆星計數方法,首次提出了銀河系為扁平狀的假說,認為太陽系在銀河系的中心。


而隨著天文學的發展,時間來到了1918年,美國著名天文學家沙浦利,利用胡克望遠鏡對眾多球狀星團進行研究,發現太陽系其實並非位於銀河系的中心,而是位於銀河系的邊緣地帶,由此建立了銀河系透鏡形模型,人類開始對銀河系的結構有了更深入的瞭解

在我們如今所看到的銀河系圖,其實並非是銀河系的真實圖片,而是科學家觀測模擬出來的。 由於我們身處於銀河系之中,科學家只能通過觀測其他恆星來測量這些天體與地球的距離和位置,當收集到這些天體的數據後,再將這些數據通過計算機模擬出銀河系的全景圖,從而就能大致的確定銀河系的主體結構。



不過這些數據還在不斷的修正當中,2015年科學家研究發現,其實銀河系比之前所認為的要大百分之五十以上,因此銀河系的直徑也從原來的10萬光年,修正到了16-18萬光年之間。

在我們看來,人類或許永遠都無法知道銀河系的真實樣貌,因為銀河系太過浩瀚,地球、太陽系也僅僅是一粒塵埃。


宇宙探索未解之迷


公元1084年5月,蘇軾貶赴汝州時路過九江,與友人同遊廬山之後,寫下了若干詩篇,其中就有《題西林壁》


“不識廬山真面目,只緣身在此山中”是這首詩流傳千古的名句,其中蘊含的道理也通俗易懂,但就今天來說,人類在“山中”就已經能看到整座山的面目了,最典型的例子就是天文學家們製作的“銀河系全圖”

太陽所處的銀河系是一個直徑20萬光年,中心厚度1.6萬光年,邊緣厚度3000光年的棒旋星系,由1000億到4000億顆恆星組成,這若干億顆恆星都在圍繞著銀心區域的超大質量黑洞人馬座A*公轉,我們的太陽系繞銀河系中心黑洞公轉一圈,需要2.2億年左右。

人類目前的宇航速度還在光速的千分之一附近徘徊,所以絕無可能飛出銀河系,而地球夜空中那條銀河雖然只是銀河系的一小部分,但它嚴重阻礙了天文學家對銀河系的觀測。

看到這裡很多人不禁要問,既然銀河遮擋了視野,如今的銀河系全景圖是怎麼來的呢?

答案是積累和校準


美國天文學家埃德溫.哈勃在一個世紀前開創了星系天文學並把星系按照形狀分為,橢圓星系,螺旋星系,透鏡星系,不規則星系,後來射電天文學的出現,讓人類得以從可見光波段之外觀測銀河系,經過長時間的天體數據積累後,天文學界對銀河系的結構有了大體認知,一致認為銀河系是一個螺旋星系。


上世紀末,以埃德溫.哈勃為命名的哈勃太空望遠鏡升空開始工作,其強悍的光學探測能力讓人類直觀看到了宇宙中形形色色的星系,以海量星系數據為基礎上,天文學界開始了對銀河系形狀的校準,並在此過程中將銀河系從螺旋星系進一步細分為棒旋星系。

天文學家們還發現,銀河系擁有四條主旋臂和若干條次旋臂,且從側面來看,銀河系並不是扁平狀,而是波浪狀。




從地面天文臺到太空望遠鏡,長達幾十年的數據收集和校準讓銀河系模樣逐漸清晰,最終讓我們看到了現在的銀河系視圖。

但天文學家們並不滿足於現在的成就,目前地球軌道上仍有若干架天文望遠鏡和若干顆天文衛星,它們仍在不斷收集銀河系內恆星數據,天文學家會以這些數據為基礎,在未來生成最接近真實銀河系的“銀河系立體模型”


宇宙觀察記錄


地球在太陽系中,太陽系在銀河系中,這就像你坐在客廳裡觀察你家別墅看起來是什麼模樣。假設你家牆壁是透明的,你可以用測量工具測量所有物件到你之間的距離和角度,建立一個三維極座標,根據這些數據,就可以用計算機重構建成一個你家立體的模型,然後帖上外觀紋理,就可以看到你家別墅的外貌了。

銀河系的觀察也一樣,就是觀察大部分的銀河系中恆星位置方位和距離數據,用計算機就可以構建成銀河系的模樣了。我們在網上看到的銀河系圖片都是計算機構建的,並非直接看到的模樣。

要直接看到銀河系的樣子,除非離開銀河系,目前對人類來說是不可能的。


維度開拓者


其實我們現在所瞭解的銀河系的樣子,仍然是一個大概,並不是十分精確,隨著科技的發展,人們對銀河系的樣子也會逐漸修正。

我們如果要了解地球的全貌,按照現在的科技水平,通過衛星很容易就能得到,但是銀河系太大,以人類的科技水平,是無法像使用衛星繪製地球全貌一樣繪製銀河系全貌,但是我們要知道,在人類將衛星送上天空之前,人類已經知道了地球全貌,同樣的,儘管我們不能使用某種手段俯瞰整個銀河系,但是我們也可以通過一些手段來繪製出銀河系的全貌來。

能夠使用的方法,大概分為兩種,第一種方法可以稱為天體定位法,具體講我們建立一個座標系,然後通過現在的科技手段,將我們能觀測到的銀河系內的各個天體的位置座標在座標系中標記出來,當能夠確定座標的天體越來越多時,銀河系的大概樣子就能繪製出來了,這就像我們站在一個廣場內,廣場裡有很多人,如果你能知道每一個人的具體位置,那麼這些人在廣場內聚集的全貌就可以很容易畫到一張紙上。

第二種方法,雖然我們無法一次觀察出銀河的全貌,但是可以觀察銀河系的局部,如果將銀河系的每一個局部區域都繪製出來,然後將它們按照其所在的位置拼在一起,就能得到銀河系全貌了,這種方法其實和古代人繪製地形圖使用的是一個原理,那時的人沒有飛行器,看不到某個很大區域的全貌,但是可以通過繪製局部,最終拼出某個區域,甚至整個地球的全貌來。

美國最新公佈的迄今最大的銀河系全景圖像,就是由超過200萬張斯皮策太空望遠鏡拍攝的圖片拼湊而成。

除了上面兩種方法,其實還有第三種方法,我們身處銀河系之中,看不到銀河系全貌,但是通過天文望遠鏡,我們能夠觀察到很多河外星系的全貌,這也給科學家繪製銀河系的全貌提供了重要的參考依據。

一直以來,銀河系的樣子被認為是一個扁平的棒旋星系,整體呈扁球體,具有巨大的盤面結構,由明亮密集的核心、兩條主要的旋臂和兩條未形成的旋臂組成,總體是平坦的。但是最近中國科學家修正了這個結論,得出了銀河系的全新樣子,如下圖,不再是一個平坦的盤子的樣子,而更像是一塊捲曲的薯片。


rahamra


人類都是通過仰視觀察銀河系,晚上因有星光看得比白天清楚。地球上的天文望遠鏡基本也是這個角度觀測銀河系,比肉眼精細多了。哈勃望遠鏡在太空中觀測角度可以隨意變換。

現在發佈的銀河系圖片實際是長期觀測校準加上電腦模似的產物。大約經過百年以上的觀測,科研人員才掌握了它每一顆恆星的位置體量等。由於銀心黑洞的影響,它周邊的時空都是被彎曲的,需要經過計算作出調整。

2020-1-16


手機用戶54578927414


確切地說,我們還不知道銀河系的外形!由於銀河系在遙遠的光年之外,我們現在所描繪的銀河系形狀都是通過天文望遠鏡的觀測以及本身我們所處太陽系的公轉軌道從而推測出來。即使現在的說法銀河系的外形類似於一個扁球狀,而且中心是一個巨大的黑洞等等這些都是很片面的瞭解。2015年,天文學家發現所觀測到的銀河系要比之前所認為的增長50%,這就足以說明我們現在的科技水平不足以去證明銀河系的很多問題,就單單連銀河系的外形也只是一個模糊推測。


點滴生活933



綠園之鋤


觀測自己的星系比較複雜,不單單是不同角度拍攝或者位置確定。舉個例子,如果手上的一個細胞想看我們自己整個的身體照片,可以舉高手拍攝,側面拍攝,最後合成照片,那麼就可以得到我們想要的圖片,再者如果我們是身體表面的細菌,可以通過爬行,測量高度和圖片合成我們的身體照片,但是現在我們是體內小腸上面的一個細胞,如何得到我們的身體照片呢!我們無法將手伸出體外,也不能繞身體爬行,怎麼辦?第一拍攝不同角度照片,第二建立xyz三維座標。但是這還不夠,頭和腳距離太遠,不能確定頭和腳是不是屬於自己。那麼就要通過測量恆星的角速度,只圍繞銀河系心旋轉的就是屬於銀河系,圍繞別的繫心也圍繞銀河系心屬於矮星系,無規則的屬於流浪星,大致分出界限,詳細計算後可以得出銀河系大概圖。


幸運之神144384211


波普及射電望遠鏡,還有衛星等!


特殊事物諮詢師


我們都常看到,不用望遠鏡,夏天乘涼時夜晚看到的那天河似乎近在咫尺


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