我下载了一张120G的银河系全景图,然后盯着屏幕发了半小时呆
说出来你可能不信,我以前对“银河系”这三个字的理解,基本停留在德芙巧克力的广告词里——“纵享丝滑”,直到前几天,我花了大半夜下载完NASA公布的那张120G银河系全景图,解压、打开、放大,然后整个人就傻了,不是那种被震撼到热血沸腾的傻,而是突然不知道该说什么的那种沉默。
120个G,什么概念?你手机里一部高清电影大概两三个G,这张图能装下四五十部,我电脑风扇呼呼转了半天才把它展开,屏幕上密密麻麻全是光点,像有人把一整袋面粉撒在了黑丝绒上。
这张图到底拍了什么
先说点不那么玄乎的背景,这张全景图是NASA的斯皮策太空望远镜攒出来的,前前后后拍了十多年,斯皮策不是那种大家耳熟能详的哈勃,它是一只“红外眼”,专门看人眼看不到的东西,银河系中心有一大团厚厚的尘埃云,普通光学望远镜望过去就是一片漆黑,但红外线能穿透这些尘埃,把藏在后面的恒星、星云统统揪出来。
所以严格来说,这张全景图拍的并不是我们平常想象中的银河——那种挂在天上的亮带,它拍的是银河系的盘面,是我们从地球这个位置往外看,沿着银道面横切过去的一长条,因为太阳系本身就嵌在银河的盘子里,我们看不到银河系的全貌,只能看到侧面,这就好比你坐在一张巨大圆桌的中间,想画出整张桌子的形状,你能看到的其实只有眼前这一溜。
这张图的正式名字叫GLIMPSE360,是“银河系遗产巡天”项目的一部分,它覆盖了银河系盘面大约3%的天区,听起来是不是不多?但这3%里包含了超过两亿颗恒星,两亿颗,你数一秒一颗,得数六年半。
120G的数字密码
很多人听到120G第一反应是“这也太大了吧”,但这120G背后藏着一套很有意思的换算逻辑,我查资料的时候发现,NASA放出来的原始数据其实比这还大,120G已经是压缩处理过的公众版本,原始观测数据的体量是按TB算的。
我给大家粗略拆一下这120G里到底装了什么:
| 数据类型 | 体积占比 | |
| 红外波段图像 | 6微米、4.5微米、5.8微米、8.0微米四个波段的合成图,蓝色到红色对应不同温度的尘埃和恒星 | 约80% |
| 星表数据 | 每一颗被识别出来的恒星的位置、亮度、颜色指数,就是一张巨大的Excel表格 | 约10% |
| 元数据和校准文件 | 望远镜的姿态、曝光时间、仪器状态等,供研究人员复核用 | 约10% |
普通用户下载到的其实是第一行——那张看起来像一条发光的蜈蚣的全景图,图片本身是拼接起来的,斯皮策望远镜每次只能拍一小块天区,然后像拼图一样一块一块对上去,你放大看的时候,偶尔能看到拼接的接缝,就像老式地板砖之间没对齐的那条缝,莫名让人觉得亲切。
为什么红外波段这么重要
这里有个生活化的比喻,你见过冬天早晨窗户上的水雾吧?你用手一抹,就能看到外面的景象,银河系中心那些厚厚的星际尘埃,就像这层水雾,光学望远镜只能看到水雾本身,红外望远镜却能“穿透”水雾看到外面。
斯皮策用的红外波长大致在3.6到8.0微米之间,这个波段特别适合干两件事:一是找出刚出生的恒星——那些还在尘埃茧里包裹着的婴儿恒星,它们在红外波段亮得像个暖手宝;二是追踪银河系的结构,尤其是星系的旋臂,因为旋臂里挤满了年轻的大质量恒星,它们在红外波段发着特别的光。
说实话,我第一次看到这张全景图里那些红色的泡泡结构时,完全不知道那是什么,后来查文献才搞明白,那是大质量恒星吹出来的“气泡”——Stellar wind bubble,中文翻译成星风泡,恒星形成后会向外吹出强烈的星风,把周围的物质推开,在红外波段就呈现出一圈一圈的泡状结构,你看的时候会忍不住想,这些泡泡直径可能有几十光年,而我们地球所在的整个太阳系,也就比一粒灰尘大不了多少。
盯着看半小时,我在想什么
我前面说我打开这张图之后发了半天呆,是真的,不是矫情,你随便点开图上一个小角落,放大,再放大,你会发现每一个芝麻大的光点都是一颗太阳,有的比太阳大几十倍,有的正在死亡边缘膨胀成红巨星,就你拇指甲盖那么大一块区域,里面塞了几千颗恒星。
然后你就会不自觉地开始想一个问题:这些恒星周围有没有行星?那些行星上有没有人在某个夜晚也抬头看天,看到我们这个方向的太阳——一颗他们眼中的黯淡小星?这种想法一旦冒出来就很难收回去。
我记得有位天文学家叫卡尔·萨根,他写过一本书叫《暗淡蓝点》,他说从旅行者号拍的地球照片里看,地球只是一个悬浮在阳光中的微小尘埃,而在这张120G的银河全景图里,整个太阳系连一个像素都占不到,是真的一个像素都没有,太阳在银河系里属于中等偏小的恒星,放在两亿颗同类里面,别说找了,连识别它的资格都没有。
这张图普通人能拿来干嘛
有人可能觉得,120G的天文图跟普通人有什么关系?我又不是天文学家,其实NASA每次放出这种数据,背后都有一个挺朴素的理念:这是用纳税人的钱拍出来的东西,属于所有人,所以你完全有权利下载它、观看它、甚至打印出来贴墙上。
我认识一个朋友,他把这张图截了一小段,打印成卷轴挂在了书房,有人问他这是什么,他就说“我家窗户往外看的样子”,这话不全对,但也没错,你站在地球上任何一个地方抬头看天,看到的都是银河系的一部分,只不过这张图把你肉眼看不到的那部分也补上了。
还有一些中学天文老师会拿这张图上课用,让学生在图上找“气泡”,找旋臂的走向,找那些颜色特别红或者特别蓝的区域,红外天文学听起来高深,但当你真的对着这张图,看到那些不同颜色代表着不同温度的尘埃和气体时,你会突然理解为什么天文学家说“银河系是一个动态的、活着的系统”,它不是静止的一盘散沙,它里面有风在吹,有气泡在膨胀,有恒星在诞生,也有一批老恒星正在耗尽燃料。
下载这件事本身
最后说个实在的,如果你真的想去下载这张图,做好两个心理准备,第一,你的硬盘得有足够空间,120G是压缩包,解压之后更大,第二,普通的看图软件大概率打不开,我用的是一台32G内存的电脑,打开这张图的时候鼠标转圈转了大概一分钟,建议用专业的天文图像软件,或者至少用Photoshop这样能处理大图的工具。
但等你终于打开它,滑鼠标滚轮放大看到那些密密麻麻的光点时,应该会跟我有差不多的感受——一种很奇怪的平静,不是那种“人类真渺小”的丧气感,而是反过来:我们这么小的一群生物,居然拍出了一张120G的银河系照片,这件事本身就挺了不起的。