银河产品展示

谁有那张31g的银河系图片

昨晚十一点半,我正准备关电脑睡觉,手机突然震了一下,一个认识多年的天文爱好者老赵发来消息,就一句话:“你手里有没有那张31g的银河系图片?”

我盯着屏幕愣了几秒,31g,这数字一出来我就知道他在说什么,不是31兆,是31个G,单张图片,比绝大多数人电脑里装的任何一款大型游戏都要大,说实话我第一次听到这个数字的时候也觉得离谱,照片嘛,能有这么大?但这事儿是真的,而且背后藏着一个相当震撼的故事。

那天晚上我没直接回老赵,而是先翻了翻自己的移动硬盘,找到这张图的那一刻,我突然意识到一个问题——

很多人连这张图到底是什么都不知道,就被那个“31g”的数字给唬住了。

谁有那张31g的银河系图片

这到底是一张什么图

先说清楚一个容易误会的地方,所谓“31g的银河系图片”,并不是说有人扛着相机对着夜空拍了一张银河的写真照。它本质上是一张拼接出来的银河系全景图,由智利帕拉纳尔天文台的VISTA望远镜拍摄完成,这个望远镜专门盯着红外波段看,能穿透银河系盘面上厚厚的尘埃云,看到那些可见光根本拍不到的东西。

整个项目叫做VISTA Variables in the Vía Láctea,天文学家们习惯简称VVV巡天,从2010年开始,到2015年第一阶段结束,他们对着银河系中心区域反复扫描,累计拍了超过20万张独立图像,像拼图一样,把这些碎片一张一张对齐、校准、拼接,最终合成了一幅接近完整的银盘全景图。

成品图的原始文件大小是6GB,并不是精确的31g,那为什么圈子里都在传31g?后来我问了一个做天文数据处理的朋友,他说可能是因为不同版本迭代加上导出格式转换,最早流出的一个TIFF格式加上图层信息确实接近31g,传着传着就成了固定说法,人类对整数天然有好感,31g比24.6g好记也更有冲击力,就这么流传开了。

这张图的分辨率是108200像素乘以81500像素,你拿手机计算器乘一下,大约是88亿像素,如果把它打印出来,按300dpi的标准精度,撑开的尺寸将近9米乘7米,比你家的客厅墙还大。

为什么普通电脑根本打不开它

老赵后来跟我说,他下载完之后双击图片,电脑直接卡死了,不是反应慢,是完全死机,连鼠标都动不了,最后只能硬重启,他用的还是去年买的游戏本,独显内存8个G,平时跑3A大作都流畅得很。

这不是电脑配置的问题,是软件架构的问题,绝大多数图片查看器在设计的时候根本没考虑过要处理几十亿像素的文件,Windows自带的照片应用、Mac的预览,甚至很多版本的Photoshop,在尝试打开这种级别的图片时都会直接崩溃或者拒绝加载,88亿个像素点每个都带着红外波段的光谱信息,光是索引文件结构就够普通软件喝一壶的。

真要想看这张图,要么用专业的天文数据处理软件比如SAOImage DS9,要么等官方提供的在线交互版本慢慢缩放加载,还有一个叫Zoomify的技术方案被嵌进了欧洲南方天文台的网页里,你在浏览器上拖动缩放,体验就像看在线地图一样,不过每一次放大都得等数据块从远端服务器传过来,网稍微慢一点就转圈圈。

谁有那张31g的银河系图片

这张图里到底能看到什么

说回图本身,我第一次在高精度屏幕上拖动这张全图的时候,后背真的有点发麻,那感觉很奇怪,跟你平时看任何一张星空照片都不一样。

没有那些绚丽的星云颜色,因为红外波段的原始数据本身就是灰度图像,那些网上流传的彩色版本是后期人工合成的,画面呈现出来的是一种密密麻麻到让人头皮发紧的颗粒感——

每一个颗粒,都是一颗恒星。

你随便框出一个指甲盖大小的区域放大,里面就有成百上千颗恒星,再放大,还有更多,无穷无尽地往外冒,像在一个根本不可能有底的深渊里不断跌落,官方数据说这张图里可以分辨的恒星数量超过了8400万颗,八千万个太阳,八千万个可能围着行星运转的光源,密密麻麻地挤在一条横跨夜空的亮带里。

而且VISTA望远镜看到的东西比可见光要残酷得多,红外波段能穿透尘埃,很多在可见光下被厚厚星云遮挡的恒星都暴露了出来,这也意味着你看到的不是一个干净漂亮的银河,而是一个挤满了恒星的、拥挤到有点暴力感的真实银盘。

我有一个朋友看完之后沉默了好久,说了一句话我到现在都记得:

“看到这种图你才会明白,人类纠结的那些事儿,连一粒尘埃都算不上。”

虽然这话听起来有点鸡汤,但当你真正面对88亿像素里那8400万颗恒星的无声阵列时,鸡汤也变成了事实本身。

怎么拿到这张图

这也是老赵问我那句话的真正意图,他找了半天没找到下载渠道,网上要么链接失效,要么只给了低分辨率版本,骗人充会员的网站倒是不少。

原始数据一直公开在欧洲南方天文台的档案库里,整个VVV巡天的数据分阶段释出,2016年的时候团队把第一阶段的拼接成果发在了《天文与天体物理学报》上,论文标题叫“VVV Survey near-infrared colour catalogue of the Galactic bulge”,同时释放了超大分辨率的合成图,你去ESO的官方网站,找到VISTA望远镜的栏目,进科学存档页面搜索VVV这个关键词,就能看到详细的FITS文件和衍生图像。

不过这个过程确实不那么简单,毕竟它面对的主要用户是天文学专业人士,普通人点进去大概率会迷失在各种英文缩写和专业术语里,但好消息是,ESO在2016年发布这张图的时候就同步上线了一个在线浏览版本,专门给公众体验用的,你不需要下载任何东西,直接在浏览器里缩放拖拽,想看哪就看哪,画质损失控制在极小的范围。

这张图凭什么值31个G

有人会问,现在手机拍一张照片不也十几兆了,凭什么一张星空图要占到几十个G?关键在于三个维度。

第一是分辨率层级。108200×81500像素的阵列,光是存储每个像素的坐标和亮度值就已经是一个天文数字级别的数据量,这还没算上每个像素在红外波段上多个波段的强度记录。

第二是多波段信息。VISTA在不同的红外滤镜下分别拍摄同一块天区,最后合成的时候每一帧都保留了独立波段的数据,换句话说,你看到的每一个像素背后其实藏着好几个波段的数字,图层的叠加直接让文件体积翻倍。

第三是拼接冗余。为了保证最终图像的精准度,相邻图块之间有大量的重叠区域,这些重叠部分在校准对齐的时候全部保留在原始文件里,没有被裁掉,目的是为了让后续研究人员能追溯每一块天区的原始曝光数据,这就相当于一张地图不仅画了地面,还附赠了每一块地的土壤样本和施工记录。

所以这个31g不是虚胖,是真材实料的科学数据压缩包。

普通人看这张图的意义在哪

老实说,拿到这张图之后,我也没认真看完每一个角落,那根本不现实,88亿像素,一个人就算每天看八小时、逐行扫描,可能看一辈子都看不完,但据我所知,确实有一些天文爱好者会专门抽出时间来漫无目的地拖拽这张图,不是为了研究什么,就是单纯想看,他们说那种感觉像是“在沙滩上漫无目的地走,偶尔捡到一颗好看的贝壳”。

有一次我在上面随机放大一片区域,看到一个亮星旁边紧挨着几颗暗红色的光点,我不知道它们叫什么名字,大概率也没有名字,只是VVV巡天编号里一串冰冷的数字,但就是那几个暗红的光点,让我坐在电脑前愣了好一会儿。

那种感觉很难形容,有点像你站在深夜的海边往远处看,你明知道海的尽头什么都没有,只有更多的海,但你依然会一直看,一遍遍等着浪拍过来,这种图提供的不是知识,而是一种感知上的边界扩张:你知道在头顶那条模糊的亮带里,每一个黑暗的缝隙都塞满了比沙子还多的恒星,而且其中绝大多数将永远等不到人类的目光。

后来我跟老赵说,图我找到了,硬盘里还有,但他要是不急着看,不如先去官网的在线浏览版慢慢拖,那种加载的过程很像自己拿着望远镜一点一点在夜空里游荡,反而比直接打开原图更有意思。

他回了我一个“OK”,然后又追了一句。

“话说,里面有多少颗恒星来着?”

我打字过去:八千四百万颗以上。

那边沉默了大概两分钟,最后弹出来一句:“操。”

我觉得这大概是对这张图最好的评价了。

关键词: