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那些绚丽的星空图,竟然都是P的!

柴知道  · 公众号  ·  · 2018-06-07 20:50

正文


这是我~



这是地球~



蓝色大理石-1972年摄于阿波罗17号

原图就是上南下北,后来人们嫌别扭就转过去了


这是银河系~


图片来源:NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC/Caltech)


好像没什么不对?



不过,你有没有想过这么一个问题:


既然我们身处银河系的内部,那我们是怎么拍摄到银河系的全景照片的?


所以这篇文章就是在回答前两天一位微博粉丝的提问


我们平时可能很难对银河系的大小有一个直观的感受。


这么说吧,旅行者一号是现在离地球最远的人造飞行器。


但是按照现在的状态,它也还需要4万年的时间才能完全离开太阳系的范围抵达下一个恒星系。


而银河系内,像太阳这样的恒星有1000-4000亿颗。


该图是以天文单位(日地距离)表现的太阳和半人马座α之间的距离,不过横坐标上每个刻度比前一个刻度代表的距离大十倍,红色箭头表示旅行者一号现在的位置。


也就是说,我 们根本不可能从银河系的外面拍出一张银河系的照片。


之前那张“银河系的全景照片”~


是P的!!!



那么问题就来了~


哪怕P图也是要有根据的好伐~ 人类是咋知道银河系大概长啥样的呢?


首先~当人们仰望星空的时候,在地球上看到的银河是这样的~


摄于智利帕瑞纳天文台


所以我们可以很轻易地得到这么两个结论~


1、银河的大致形状是盘形而非球形。

(如果是球形,我们将会看到满天星光而不是一条窄的“河”)


2、我们处在银河的内部而非靠近边缘的位置。

(如果身处边缘,那我们看到的银河将会有一边明显比另一边明亮)


下一步,我们需要搞清楚这个盘形的银河系里,其他的恒星是怎么分布的。


在18世纪后期,天文学家威廉·赫歇尔试图通过测量星空中各个恒星和地球之间的距离来探究银河的形状。


威廉·赫歇尔(一个喜欢看星星的音乐家)


他将星空分为600多个区域,并用望远镜统计每个区域内的恒星数量。


当一颗恒星看起来比较亮的时候,赫歇尔会认为这颗恒星离地球比较近,反之则会认为它离地球较远。


就这样,赫歇尔整理出一个银河系的结构图,并得出结论——地球在银河系的中心附近。


1785年的《赫歇尔的银河系地图》


这个思路当然非常OK,不过问题在于,单纯用“远者暗而近者亮”来测算距离并不科学。


除此之外宇宙尘埃也会阻挡肉眼观测的视野,所以我们只能观测到以地球为中心的一小部分恒星。


20世纪初,哈罗·夏普利 结合自己在球状星团方面的研究成果,重新计算了太阳系在银河系的位置,结果表明太阳系并非在银河系中心附近,而是在离中心约2/3的位置。



银河系结构示意图


前人已经把路开好了,后来的事情,我们也猜得出来。


红外望远镜,射电望远镜等设备的出现让人们可以看得更远,更加清楚。加上更加科学的测距手段,我们就可以拼凑出一个更加准确的图片。


首先可以确认的是,银河系是个SB (棒旋星系)


哈勃序列(用来划分星系形态)


接着,我们修正螺旋臂的位置,填补上气体和尘埃云的浓度分布。


就得到了下面这样的“银河系全景图”~


图片来源:NASA(2005年)


啥?你问我上面这张图是不是银河系的真面目?


当然不是,毕竟这张图做出来还没三年,就被“砍了俩胳膊”,变成了下面这样~


科学家利用美国宇航局斯皮策太空望远镜拍摄的红外图像发现,银河系的螺旋结构主要由两条臂围绕中央恒星的两端缠绕而成。以前,我们的星系被认为拥有四个旋臂。


正所谓“不识庐山真面目,只缘身在此山中”,想要从内部了解我们的银河系是很难的~


相比之下,看一看外面的风景就简单地多了。


比如哈勃望远镜每年都会拍许多美得令人窒息的照片回来。








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