氣體和塵埃吸收了可見光,我們要如何發現被銀河擋住的星系?

2020-12-07 騰訊網

如何發現銀河背後的星系？

網友：我們的視線無法直接穿過銀河系盤，那麼我們要如何確定銀河系盤另一側是否存在離我們很近的星系呢？

（銀河系的藝術概念圖。圖片來源：NASA JPL）

回答：問得好！事實上，最近一次在本星系群中發現的星系是20世紀90年代後期發現的人馬矮星系（the Sagittarius Dwarf），這是一個離銀河系很近的小星系，但從我們在地球上的視點看不見它。

天文學家們可以通過很多方法推測銀河系背後是否存在小星系，這些方法都涉及到觀察光學之外的其他波長，原因正如你所說：銀河系另一端的可見光會被銀河系盤中的塵埃吸收，從而無法被我們看到。不過這也不是什麼大問題，我們還可以探測波長較長的光線，雖然肉眼看不到，但是用專門設計的望遠鏡就可以看見它們。

事實上，光的波長越長受到銀河系塵埃的阻礙就越少，而無線電波長則是完全不會受到阻礙的！所以如果想要探測到銀河系圓盤另一側的星系，第一步就是使用射電望遠鏡探測探測其波動不同於銀河系的氣體。但是如果星系離銀河系太近，這種方法也無法奏效，因為這時該星系的波動和銀河系的氣體波動混雜在一起，使它們難以被區分出來（這也是為什麼一開始人們沒能用射電望遠鏡發現人馬矮星系的原因）。

另一種方法是嘗試在紅外線中探測小星系的恆星（紅外線波長比可見光波長，但比無線電波短）。雖然塵埃對紅外線仍有一定的遮蔽作用，但只要使用更靈敏的望遠鏡，我們就有可能發現銀河系盤之外其他星系內的恆星。

銀河系背後可能還存在尚未發現的比人馬矮星系更小、離我們更近的星系。探測這些星系將成為超靈敏射電望遠鏡和紅外望遠鏡所要面臨的重大挑戰！

（甚大陣射電望遠鏡。圖片來源：VLA，NRAO）

在2003年11月4號發表的一篇報導中，天文學家們宣布他們發現了一個潛伏在銀河系盤背後的星系——大犬矮星系，甚至比人馬矮星系更靠近銀河系。我們的確在不斷發現更靠近我們的鄰近星系！

相關知識解釋

銀河系是我們的太陽系所在的星系。這個名稱描述了我們從地球上看到的樣子：夜天中依靠裸眼無法單獨區分的星星組成的朦朧光帶。銀河這一說法翻譯自拉丁語中的via lactea，來源是希臘語。

由於我們處在其圓盤狀的結構內部，所以從地球上看到的銀河是帶狀的。1610年，伽利略·伽利萊首次使用望遠鏡分辨出銀河的光帶是由單個的星星構成的。直到20世紀20年代初，大多數天文學家都認為銀河系包含了宇宙中所有的星星。1920年天文學家哈洛·沙普利（Harlow Shapley）和希伯·柯蒂斯（Heber Curtis）之間進行世紀天文大辯論之後， 埃德溫·哈勃（Edwin Hubble）的觀測結果顯示銀河系只是眾多星系之一而已。

銀河系是一個直徑在15萬至20萬光年（ly）之間的棒旋星系。據估計，銀河系包含1千億至4千億顆恆星及1千億顆以上的行星。太陽系位於獵戶臂（氣體和塵埃聚集成的旋臂之一）內緣距銀心半徑26490 (± 100)光年處。銀河系最內側1萬光年的恆星形成銀河系的核球，從核球輻射出一條或多條星系棒。銀心是名為人馬座A*的強射電源，推測可能是一個410萬 (± 3.4萬)倍太陽質量的特大質量黑洞。

（銀河系的基本藍圖。圖中文字自I象限起至IV象限分別為星系棒，人馬臂，獵戶射電支，英仙臂，外緣旋臂，半人馬臂。圖片來源：galaxymap）

銀心周圍很大一段距離範圍內的恆星和氣體以每秒約220千米的速度環繞銀心運動。它們恆定的旋轉速度並不符合克卜勒定律，這就說明銀河系的很大一部分（大約90%）質量既不釋放也不吸收電磁輻射，是望遠鏡無法觀測到的。這種假定的質量被稱為「暗物質」。

太陽在其所在的半徑上的旋轉周期約為2.4億年。以河外為參考架，整個銀河系正以每秒600千米的速度移動著。銀河系中最古老的恆星幾乎和宇宙本身的年齡相當，說明它們很可能是在宇宙大爆炸的黑暗時期中形成的。

（我們周圍1億光年範圍的宇宙——室女超星系團，坐標中心位置為本星系群。

銀河系和它的幾個伴星系都是本星系群的一部分，該星系群屬於室女超星系團，而室女超星系團本身則是拉尼亞凱亞超星系團中的一部分。

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

3.Kristine Spekkens-JoyceZ- astro

如有相關內容侵權，請於三十日以內聯繫作者刪除

轉載還請取得授權，並注意保持完整性和註明出處

相關焦點

  • 天文學家在銀河系,發現深藏的「化石星系」
    但是，如果來自Heracles的恆星和氣體佔銀河暈的很大比例，為什麼我們以前沒有看到它呢？答案在於它在銀河系深處的位置。英國利物浦約翰摩爾大學（LJMU）的裡卡多·席亞文（Ricardo Schiavon）說：「要找到這樣的化石星系，我們必須研究成千上萬顆恆星的詳細化學組成和運動。」球隊。
  • 為什麼我們看不到銀河系中心?我們看到的是什麼
    我們都知道，地球所在的銀河系中心有一個亮度極高的核，我們不去討論這個核到底是什麼，我們比較好奇的是，亮度這麼高的核，在地球上為什麼看不到呢？是被其他恆星或者行星擋住了嗎？
  • 銀河新地圖已完成;揭示銀河系的未來之星
    因為星系中的塵埃擋住了可見光，所以宇宙中許多地方都沒有探索過，這可太惱人了。上圖，來自870微米下亞毫米波望遠鏡大區域星系觀測；下圖來自中紅外光下斯皮策太空望遠鏡拍攝；下圖來自歐洲南方天文臺可見光和紅外巡天天文望遠鏡(VISTA)在近紅外光下拍攝，而在底部的可見光中，灰塵掩蓋了一切有趣的東西。
  • 我們的銀河鄰居
    正如我們今天所知，仙女座星系是銀河系最大的銀河鄰居。 銀河與仙女座菌株實際上是當地星系群中最大的成員，它是.附近星系的集合靠重力。 這兩個夥伴是螺旋星系，每個運動的充滿恆星的手臂環繞著一個明亮的星系老恆星的密集核心。 每個星系周圍都有許多已知的形狀奇特的小衛星星系作為不規則的矮星系。
  • 天文學家發現了隱藏在宇宙深處的最古老的盤狀星系
    您如何建立星系？這是一個天文學家不斷對自己提出的問題，他們就這些充滿塵埃，氣體和恆星的龐大系統如何組合形成理論提出了疑問。在尋找答案時，他們將望遠鏡轉向天空，尋找可以解開謎團的遙遠星系。研究小組使用世界上最強大的望遠鏡之一-阿塔卡馬大毫米/亞毫米陣列，研究了遙遠的，巨大的，被稱為類星體的黑洞發出的光線時，發現了這個星系。銀河在到達地球的途中吸收了一些光，表明它隱藏在太空的黑暗中。利用ALMA研究銀河系並使用哈勃望遠鏡提供的數據，研究小組能夠更清楚地解析其某些特徵。
  • 天文學家發現巨大星系的古代寶藏
    我一直對宇宙中的最大星系（也包括超大質量黑洞和星系團）感興趣，從我獲得博士學位以來，我就一直在研究它們的形成和演化。看到我們用阿爾瑪在亞毫米波長下，檢測到了這些不可見的星系，這是我一生中最美好的回憶之一。」
  • 如何測量星系團中熱氣體的粘度,以了解星系團之間的動力學?
    團簇磁場中的小規模不規則性要理解為什麼星系團中的氣體粘度會有這樣的表現，我們首先需要清楚的就是關於星系團的組成，其中主要包括暗物質、個別星系和氣體，由於被發現的氣體所擁有的密度特別低，所以無法在實驗室的環境中再造，這就是為什麼X射線觀察會如此重要的原因。
  • 銀河塵埃研究取得新進展
    塵埃強烈地吸收紫外線和可見光波長的光，在我們的銀河系中，大量的塵埃雲有時會在明亮的星雲前被看成是黑暗的形狀，因為塵埃會使後面的光的變暗，著名的馬頭星雲就是這種光學消光效應的一個例子。馬頭星雲距離地球大約1,500光年，是最容易識別的星雲之一，因為從地球看過去，黑暗的塵埃和旋轉的氣體構成的形狀有如馬頭。
  • 英國研究團隊發現銀河系內存在一個「化石星系」
    據外媒報導，英國利物浦約翰摩爾大學（LJMU）的丹尼-霍塔領導的研究小組發現銀河系內存在一個「化石星系」。利用斯隆數字天空調查的阿帕契點天文臺銀河系演化實驗（APOGEE）的數據，科學家們得出結論稱，這個被稱為赫拉克勒斯（Heracles）的星系在100億年前與銀河系發生碰撞並合併。
  • 螺旋星系是怎樣形成的?
    「磁場是看不見的，但是它影響著星系的演化」洛佩斯羅德裡格斯在一篇報導中談到。「我們已經了解了重力是如何影響星系的構型的，但對磁場的探究才剛剛開始。」哈勃望遠鏡拍攝的M77螺旋星雲。圖片中紅色和藍色的條紋突出了圍繞著旋臂的恆星形成的小塊區域，而黑色的塵埃帶則延伸到了布滿星星的星系中心。
  • 螺旋星系是怎樣形成的？
    「磁場是看不見的，但是它影響著星系的演化」洛佩斯羅德裡格斯在一篇報導中談到。「我們已經了解了重力是如何影響星系的構型的，但對磁場的探究才剛剛開始。」 　　在1960年代中期，密度波理論發展起來之前，有些問題是能解釋星系中的螺旋臂的。根據「纏繞問題」，旋臂只繞幾圈軌道就會消失，與星系的其他部分難以區分。　　這裡有一個可以解釋纏繞問題的視頻。　　密度波理論認為星臂和穿過密度波的恆星，氣體，塵埃是分隔開的。星臂是密度波可見的一部分，恆星在密度波之間來回穿梭。
  • 研究發現,銀河旋臂也許實際上是附近氣體雲形成的龐大結構
    龐大的氣體雲，雷德克裡夫波，銀河旋臂的一部分？天文學家發現，我們在天空中看見的由許多恆星形成的區域，實際上仿佛形成了一個8800光年長的起伏的波，其中包含著相當於300萬太陽質量的氣體，這些氣體可以構成我們銀河系旋臂的一部分。
  • 英國在銀河系深處找到「化石星系」，刷新銀河系演化歷史認知
    英國科學家在近期《皇家天文學會月刊》上撰文稱，他們利用斯隆數字巡天項目（SDSS）的星系演化實驗（APOGEE）提供的數據，發現了一個隱藏在銀河系深處的「化石星系」。這一發現可能會刷新我們對銀河系演化歷史的認知。
  • 天文學家在銀河系中心附近發現了一個古老星系的遺蹟
    在距離銀河系不遠的地方，發現了恆星-赫拉克勒斯星系的遺蹟，被我們的100億年前吸收了。Ricardo Schiavon和他的同事在APOGEE實驗中發現了最早的此類事件之一的痕跡：一個古老的星系的遺骸已死於100億年前，但仍保存在銀河系中。科學家的一篇文章發表在《皇家天文學會月刊》上。「要找到這樣的銀河系殘餘物，您需要知道成千上萬顆恆星運動的確切成分和參數，」裡卡多·施亞馮（ Ricardo Schiavon）說。
  • 宇宙深處發現一個奇特星系，紫外光度堪比類星體
    在一項新研究中，天文學家通過分析斯隆數字巡天重子振蕩光譜測量項目中50萬個星系和類星體的光譜，以及加那利大型望遠鏡和阿塔卡瑪大型毫米/亞毫米波陣列的觀測數據，首次發現了紫外光度與類星體相當的星系。哈勃定律指出，星系退行速度與星系距離成正比，而星系退行越快，紅移值就越大。因此，可以通過測量星系的紅移值來測算星系距離。具體到BOSS-EUVLG1，紅移值2.47意味著它大約處在宇宙創生僅20億年之際，它的星光在宇宙中穿行了一百多億年才抵達地球被我們觀測到。
  • 蓋亞衛星在銀河系外發現了奇怪的「幽靈」星系
    科學家們已經在網上的印前網站arxiv上公布了這一發現。幽靈星系縈繞銀河這項研究使用了蓋亞收集的數據，蓋亞製作了迄今為止最豐富的星表。它監測和測量銀河系內外近17億顆恆星。一個由國際研究人員組成的團隊在搜尋歐空局蓋亞最近發布的一組新數據時發現了這個矮星系。
  • 銀河系與鄰居仙女座星系還沒有相撞,就開始變老了
    【每日科技網】　　研究表明，我們所在的銀河系以及其近鄰仙女座星系正處於從年輕星系向老年星系的轉變過程中。而當恆星死亡時發生的超新星爆發將氣體傳播到到整個星系，然後再循環到新生恆星中。而在老年的星系裡面，由於氣體都被消耗得差不多了，不再有新的恆星形成，整個星系表現出紅色。　　天文學家們發現，銀河系目前表現出來的更加接近綠色，這是從年輕星繫到老年星系之間的過渡階段。對應著人類的壽命來說，這就是中年危機。
  • 跨星系的類星體海嘯
    於是，一些原本會形成新恆星的物質被從星系中清除出去，導致恆星誕生的過程停止下來。龐大的能量將氣體和塵埃推到比科學家以前認為的要遠得多的地方，產生了如銀河般寬廣的場景。 當這場宇宙海嘯猛烈撞擊星際物質時，海嘯前部的溫度飆升至數十億度，物質在大量的X射線中劇烈發出光譜範圍極廣的光，在人類視角中，這種現象宏大而輝煌。
  • 天文學家發現了從銀河系中巨大外流氣泡的來源，但仍不清楚其起因
    費米氣泡是由星系中心噴射、由高能氣體組成的大質量爆發。它們被稱為費米氣泡，是因為它們在2010年首次被費米伽馬射線空間望遠鏡發現。這些氣泡尺度很大，從銀河系盤面延伸至5萬光年之外，其傳播速度達到了每小時幾百萬英裡。
  • 在59億光年外，鳳凰星系團中心：發現氣體冷卻和黑洞噴流共存
    important}天文學家探測到位於鳳凰星系團中心的星系中有一個黑洞噴出熱氣射流，該星系團位於59億光年外的鳳凰座，這對於理解星系團中的星系、氣體和黑洞的共同演化是一個重要的發現然而，冷卻的氣體和恆星通常不會在附近星系團的中心觀察到，這表明一定有某種機制加熱了星系團內的氣體，阻止了恆星的形成。熱源的一個潛在候選者是中央（中心）星系中一個超大質量黑洞加速的高速氣體射流。鳳凰星系團的不同尋常之處在於，它確實顯示出中央星系周圍有緻密的冷卻氣體和大質量恆星形成的跡象。