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花了十年,人类终于给自己所在的岛画了一张全身像

从小到大,我们看过无数张银河系的图片,那些螺旋状、像漩涡一样壮丽的画面,其实没有一张是照片,因为我们自己就住在这片“光碟”里面,根本飞不出去,这事儿就像你坐在一间巨大的封闭体育场里,却要画出整个体育场的外墙形状一样——在过去,这几乎是天方夜谭

花了十年,人类终于给自己所在的岛画了一张全身像

(图注:我们其实一直在银河系的“郊区”——猎户臂内侧)

画不了自己,那就先画邻居

天文学家用的办法其实很接地气,既然没办法正面拍,那就搞人口普查,2013年,欧洲空间局发射了一颗叫“盖亚”的卫星,它就是专门干这个活的,这颗“太空量角器”不拍艺术照,它只做一件枯燥到极致的事:精确测量超过10亿颗恒星的位置、距离,“动”得有多快。

有了这些数据,就好比你虽然看不到城市全貌,但知道每个经纬度住着谁、往哪个方向走,拼起来就能看出城市轮廓了,这就是人类第一张不带任何艺术想象的银河系结构图诞生的基础。

第一张“户籍图”长什么样

基于盖亚卫星2022年发布的第三次早期数据,科学家绘制出了一张令人震撼的图,这张图非常像我们剥开的卷心菜横截面,但它不是用可见光拍的,而是用密度和数据点出来的,在这张图上你能清楚看到:

  • 银盘像不像个被压扁的飞碟: 中心区域确实凸起,盘面很薄。
  • 旋臂终于数清楚了: 不是什么完美的对称螺旋,而是有点歪、有点撕裂的“英仙臂”、“矩尺臂”这种结构。
  • 太阳的位置还挺不起眼: 在离中心大约2.6万光年的地方,转一圈要花2.3亿年。
花了十年,人类终于给自己所在的岛画了一张全身像

(图注:这才是真实的银河系,旋臂并不像台风那样标准,而是带着毛刺和断裂)

虽然只是一张模糊的“幼儿画”

得说句实话,这张所谓的“画像”,如果用摄影师的眼光看,根本不及格,盖亚虽然厉害,但它看不见银河系远端的恒星,因为中心区域全是浓密的星际尘埃,挡得严严实实,它更看不见暗物质构成的巨大晕轮,我们画出来的,其实只是银河系的可见恒星骨架

但这张画像的价值在于,它第一次用“尺子量”替代了“用嘴猜”,在这之前,关于银河系究竟有两条主臂还是四条主臂,天文学家能吵翻天,虽然细节还是模糊的,但就像给孩子拍的第一张B超照,虽然看不清鼻子和眼睛,但心里总算有了底——我们确确实实住在一个带棒的旋涡星系里

这张画像还会怎么变

其实现在的画像只是第一版草稿,盖亚卫星目前还在天上飘着,预计到2025年左右才会完成全部使命,最终的数据存量能达到PB级别(百万GB),未来更详细的全天图会包含恒星大气中的化学成分,甚至能看到几十亿年前银河系吞并其他小星系留下的“残骸”。

绘画方式 特点
以前的艺术想象图 假想图,依靠外部星系的“参考”
盖亚实测密度图 用10亿颗星的位置数据硬算出来的剖面

傍晚散步时偶尔抬头,看着那条横跨天际的朦胧“牛奶带”,总会感觉特别奇妙,这条带子的另一面到底藏着什么,我们可能永远也无法亲眼看到,但靠着这张还带着噪点、边缘模糊的“第一张肖像”,我们总算认清了自家大门的朝向。

花了十年,人类终于给自己所在的岛画了一张全身像

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