本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文賽。
人們老有這樣的疑問:人類並沒有飛出銀河系,怎麼網絡上有那麼多銀河系圖片呢,而且有的還惟妙惟肖,細節清晰?
其實,銀河系只有一張真正的照片,其餘都是電腦合成或者構想的圖片。
就像網絡上有無數張黑洞圖片,其實只有一張是真正的照片一樣,銀河系也只有一張照片是真的照片。
唯一的一張照片是NASA發射的斯皮策太空望遠鏡,經過10年拍攝獲得的200萬張照片合成的,是一張銀河系360度全景圖。就是上面那張照片。一般人還看不懂,只有專業人士或者天文愛好者才能夠看出端倪,從中獲得許多知識、信息和樂趣。
這張圖片包含的信息量很大,有200億像素,如果把它列印出來,需要一個體育場那麼大的地方才能夠展示,因此NASA決定公布數字版,免費讓全球科學家和天文愛好者們查詢。
斯皮策望遠鏡是一臺世界最大的紅外望遠鏡。
這臺望遠鏡於2008年3月升空,其軌道很獨特,一直躲在地球背面與地球保持同樣角速度繞太陽旋轉,這樣可以躲避太陽光直射,為望遠鏡提供天然冷卻,降低液氦用量,確保望遠鏡紅外波段性能。
科學家們之所有把望遠鏡送上太空,是因為在那裡觀測可以避免大氣的擾動,可以更清晰的看往深空。每一臺軌道天文望遠鏡,實際上就是一臺軌道天文臺。斯皮策望遠鏡原計劃任務為2.5年,但實際服役了15年。
使得NASA無可奈何不得不讓斯皮策退役的原因,主要是這臺望遠鏡在環繞太陽的軌道上,依靠地球引力牽引,但每年會以0.1天文單位(約1500萬千米)的速度逐漸遠離地球,現在已經距離地球2.54億千米了,存在冷卻劑耗盡,遠紅外功能只能停止,電力不足等諸多問題,而且還將漸行漸遠,所以NASA不得不於2020年1月30日讓其退役。
斯皮策兢兢業業的服役了15年,當然不只是拍攝了一張銀河系圖片。
斯皮策望遠鏡還有許多深空發現。如類星體、令人震撼的「宇宙巨眼」螺旋星雲、130億光年的黑洞、直接觀測到行星、探測到13000光年最遠的行星、發現瀕死恆星附近巴基球、識別太陽系外行星大氣分子等等。
這裡就不一一為斯皮策評功擺好了,回到它拍攝的這張圖片。
這張巨大的銀河系圖片,大家通過邏輯想一想,就應該知道,不可能是一張從外部拍攝的銀河系全貌,斯皮策還沒這個本事跑到20萬光年直徑的銀河系外面去擺拍,而是在我們地球這個位置,環繞著拍了一圈銀河系而已。
這實際上就是在銀河系肚子裡向外拍攝的一張照片,這張照片只佔有3%的天區,卻包含了銀河系一半以上的恆星,而且由於紅外線能夠穿越星際塵埃,拍攝到了被遮擋的銀河系中心密集的恆星亮光。
但充斥網絡的無數銀河系外觀照片又是怎麼來的呢?
原來那些所謂的「照片」並不是照片,而是電腦製作出來的構想圖。有些是科學家,有些是藝術家,有些就是愛好者弄的。他們根據人類長期天文觀測得到的數據資料,通過電腦建模,模擬出了銀河系的樣子。
自從伽利略發明瞭望遠鏡,數百年來,人們就對太空充滿了興趣,觀測得到了許許多多的天文資料,尤其是近百年來了,人們獲得了大量準確的天文天體方位信息,而且觀測到了大量的銀河系外星系,拍攝到了這些五花八門星系的真實照片。
根據星系的外形,大致分為橢圓星系、螺旋星系和不規則星系。
有人又把螺旋星系分成旋渦星系、棒旋星系、螺旋星系三種,這幾種星系大致都有懸臂螺旋狀。但旋渦星系一般更大一些,懸臂更精緻一些,由於有瀰漫物質充填其中,看起來更飽滿光亮一些;相對來說螺旋星系的懸臂就要鬆散一些;而棒旋星系就是在中心有一個呈棒狀高密度恆星區,有兩條對稱大的懸臂,還有若干小懸臂。
不規則星系一般都是較小的星系,質量只有太陽的1億倍到幾十億倍之間,也有達到100億倍的,它們沒有固定結構,形狀不規則。
橢圓星系一般都是大星系,研究認為是星系碰撞融合後形成的大型星系,裡面絕大多數都是成熟和老年恆星。
科學家們根據發現的這些星系,通過掌握的銀河系各種信息數據,就漸漸完善了銀河系的樣子,認定我們銀河系是一個棒旋星系,而我們太陽系家族,就坐落在距離銀河系中心2.6萬光年的一條獵戶支臂上,以每秒約240千米的速度,圍繞著銀河系中心公轉,轉一圈約需2.25億年。
現在網絡上流傳的所有銀河系外觀圖片,都是人們想像的或者通過電腦建模的圖片,並非照片。
就是這樣,歡迎討論,感謝閱讀。
時空通訊原創版權,侵權抄襲是不道德的行為,敬請理解支持。