银河行业信息

点开这张9亿像素的银河系照片时,我的电脑差点卡死

昨天晚上十一点半,我本来打算关电脑睡觉,结果手贱点开了ESA官网新发布的银河系高清照片,然后我的破笔记本风扇开始狂转,鼠标指针变成了那个转圈圈的小蓝环,整整转了快两分钟,我当时心想完了,是不是要蓝屏了,结果画面突然刷出来的时候,我整个人往后一仰——密密麻麻的星点铺满了整个屏幕,那种感觉怎么说呢,就像你本来以为自己在看一张黑底白点的图,结果发现那些"白点"下面还藏着更小的光点,层层叠叠根本看不到底。

这张照片让我那天晚上彻底失眠了,不是因为震撼,是因为我突然意识到一件事:我们平时抬头看到的那些星星,真的只是银河系门口的几个邻居而已。

这张照片到底拍了什么

先说清楚,这不是用普通相机拍的,你拿手机怼着夜空按快门,撑死了拍到月亮和几颗亮星,这张银河系全景照片来自欧洲南方天文台的VISTA巡天望远镜,位置在智利的帕拉纳尔天文台,海拔2600多米,干燥得像烤箱,但空气透明度好到离谱。

VISTA望远镜专门负责红外波段观测,这个选择特别有意思,银河系中心区域被厚厚的星际尘埃挡着,可见光根本穿不过去,就像北京冬天的大雾天你站在国贸看不到三里屯一样,但红外线能绕过去,因为红外波长更长,碰到那些微小的尘埃颗粒直接就跨过去了,不会被散射得七零八落,所以这张照片实际上拍的是"透视版"的银河系,把那些本该藏在尘埃后面的恒星全给揪出来了。

整个项目叫VISTA Variables in the Vía Láctea,缩写VVV,天文学家起名字也是一绝,前前后后拍了13年,从2010年干到2023年上半年才完工,最后拼出来的照片——听好了——9亿像素,不是9百万,是9亿,意味着你把它原图打印出来,能糊满一整面墙,你凑近了用放大镜一个个看光点,每一个都是单独的恒星,想想就头皮发麻。

里面到底拍到了多少东西

这才是真正让我觉得离谱的部分,团队处理完数据之后发现,这张照片里包含了大约15亿个天体,15亿什么概念?如果你一秒钟数一个,不吃不喝不睡觉,要数47年半才能数完,而且这里面绝大多数不是恒星,是星系,没错,你觉得照片上那些暗淡的小光斑,每一个都可能是一个和银河系差不多大的星系,里面装着几百亿上千亿颗恒星。

天文学家把这次成果整理成了一个庞大的星表,覆盖了银河系中心区域和银盘的大部分范围,我找了个数据对比看了看,大概是这样:

参数 数值
影像总像素 9亿
成像时间跨度 2010-2023年(13年)
观测波段 红外(近红外K_s波段为主)
覆盖天区面积 约520平方度
探测到的天体总数 约15亿
数据总量 约500TB
参与的望远镜 VISTA(可见光与红外巡天望远镜)

500TB的数据量,我的电脑硬盘才1TB,连这个项目的零头都装不下,想想天文学家处理这些数据用的那些服务器阵列,风扇声估计跟机场跑道似的。

为什么用了整整13年

你可能会想,拍张照片怎么要这么久?快门一按不就完了吗?问题是银河系它太大了,望远镜的视场一次只能拍一小块天区,就像你拿手电筒照一个足球场,只能一块一块照过去,VISTA需要把整个目标区域分成几百个小格子,每个格子单独拍摄,还得反复拍很多次。

为什么要反复拍?因为天文学家不光想要一张静态照片,他们需要通过对比不同时间拍摄的同一片区域,找出亮度有变化的天体,这就是项目名字里"Variables"的由来——变星,有些恒星亮度会周期性变化,通过追踪这些变化,科学家能算出恒星的距离、年龄,甚至能反推银河系的结构是怎么演化的,所以这13年不是磨洋工,是扎扎实实一遍遍扫天区积攒下来的。

盯着照片看久了会想些什么

我那天晚上把这张照片放大到极限,盯着一个角落看了好久,屏幕上一个像素点大小的微光,在现实里可能是一个比太阳大几百倍的恒星,周围说不定还绕着几颗行星,也许其中一颗行星上也有个什么生物,正抬头看着它们自己的夜空,完全不知道银河系另一头有个叫地球的地方。

这种尺度上的错位感很难形容,我们每天纠结的那些事——上班迟到、外卖送慢了、地铁上被人踩了一脚——放在这个画面里连个像素点都算不上,不是说生活里的烦恼不重要,就是比例尺一下子被拉得太大了,脑子有点处理不过来。

科学家那边倒是更关心实际的问题,这次VVV巡天数据帮助天文学家更新了银河系中心区域的三维尘埃分布图,相当于给银河系做了个CT扫描,以前我们对银心方向的了解很模糊,因为尘埃挡得太严实了,现在有了红外数据,恒星形成区、球状星团、甚至银心那个超大质量黑洞周围的环境,都清晰了不少。

还有个挺有意思的发现——他们在数据里找到了一批超高速恒星,这些恒星速度快到能逃出银河系的引力束缚,像被弹弓弹出去一样,怎么会有这么快的速度?目前最合理的解释是,它们曾经是双星系统中的一颗,另一颗被银心黑洞吞噬的时候,巨大的引力能把剩下的这颗直接甩飞出去,想想那个画面,一颗恒星以每秒上千公里的速度被扔出银河系,几千亿年后孤零零地在星系际空间里飘着。

普通人怎么能看到这张照片

你不一定非得上ESA官网,国内很多天文类的公众号和科普平台都转载了压缩版,当然压缩版只有几百万像素,比原图差了不止一个量级,想看原图的话,可以去ESO(欧洲南方天文台)的官方网站找"VISTA Milky Way"这个关键词,他们有专门的可缩放查看器,像用地图软件一样可以拖拽放大,体验特别好。

不过我建议你用电脑看,屏幕大一点,用手指在手机那小屏幕上划拉,实在太憋屈了,真正切身体会到"银河系比你想的大得多"这种感觉,还是得屏幕够大,让那些密密麻麻的星点充满你整个视野才行。

放两张相关的图片在这,虽然不是那张9亿像素的原图(原图太大了网页根本加载不了),但能让你大概感受一下银河系中心区域在红外波段看起来是什么样子。

点开这张9亿像素的银河系照片时,我的电脑差点卡死

点开这张9亿像素的银河系照片时,我的电脑差点卡死

说真的,第一张图中间那团暖黄色的光斑就是银河系的核心区域,每一粒尘埃的细节都清晰得要命,第二张放大之后能看到恒星形成区那些丝状结构,像棉花糖被扯开了一样,那些地方正在诞生新的恒星。

写到这儿我突然想起来,VISTA团队的负责人Roberto Saito后来接受采访时说了句话,大意是这13年的数据才刚开始分析,后面几十年里这些数据还会不断产生新的论文和发现,想想也是,500TB的数据放在那儿,天文学的研究生们估计有得忙了,不知道过些年又会有多少人半夜盯着这些星点发呆,然后第二天顶着黑眼圈去上班。

点开这张9亿像素的银河系照片时,我的电脑差点卡死

关键词: