那个81亿像素的银河系照片，我下载了TIF文件，结果电脑差点哭了
前几天凌晨两点，我还在跟一张图片较劲，事情是这样的，我在网上看到欧洲南方天文台（ESO）公布了一张银河系中心的高分辨率照片，像素高达81亿，作为一个对星空有点执念的普通人，我心想：这不就是那种点开能看到无数星星、放大再放大还能发现新细节的神图吗？于是我就去找了下载链接，然后看到了那个让我又兴奋又后悔的文件——TIF原图，24.6 GB。
对，你没看错，24.6 GB，一个图片文件，我的笔记本电脑打开它的时候，风扇转得跟要起飞似的，进度条走了整整四分钟才把图完全渲染出来，但当你真的能在屏幕上看到那些密密麻麻的星点，看到黑暗星云像墨汁泼洒在发光的恒星背景上,那种震撼会让你觉得等待是值得的。
这张图到底是什么来头
先说说这张图的真实身份，它拍摄的不是整个银河系，而是银河系中心区域,也就是人马座方向那片恒星最密集的地方。
银河系是个棒旋星系，直径大约10万到18万光年，我们太阳系的位置在猎户臂上，离中心大概2.6万光年，从地球看过去，银河系中心被大量的星际尘埃遮挡，普通光学望远镜根本看不透，但这张照片的厉害之处在于，它是由位于智利的VISTA巡天望远镜拍摄的，这架望远镜工作在近红外波段，红外线能穿透那些尘埃云，让我们看到被遮挡的恒星，所以这张图里那些密密麻麻的光点,很多是平时被尘埃藏起来的星星。
VISTA的全称是Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy，主镜直径4.1米，专门做大范围巡天，它搭载的VIRCAM相机拥有6700万像素，听起来好像不算特别高，但重点是它用了拼接技术——把不同天区的照片拼成一张完整的大图，这张81亿像素的银河系中心图就是这么来的，实际上是由超过10万张原始图像拼接而成的。
| 项目 | 数据 |
| 总像素 | 81亿像素（确切说是8,100,000,000） |
| 分辨率 | 约108,500 × 81,500像素 |
| TIF文件大小 | 约24.6 GB |
| 拍摄设备 | VISTA望远镜 + VIRCAM相机 |
| 拍摄波段 | 近红外 |
| 拼接原始图像数 | 超过10万张 |
| 发表时间 | 2012年10月（ESO公布） |
| 覆盖天区 | 银河系中心区域，跨度约10° |
（配图说明：VISTA巡天望远镜拍摄的银河系中心红外全景图缩略版，原图81亿像素中你能看到超过8400万颗恒星。）
TIF格式到底有什么特别的
你可能会问，为什么不直接下载JPEG或者PNG版本，非要跟那个24.6GB的TIF较劲？这个问题我也问过自己,尤其是在电脑苦苦加载的时候。
TIF全称是Tagged Image File Format，它跟JPEG最大的区别在于无损压缩和高位深，通俗点说，JPEG为了把文件变小，会扔掉很多你看不太出来的细节信息，而TIF把这些信息原原本本地保留着，对于日常照片来说，JPEG完全够用，但这种天文图像不一样，天文学家需要从那些看似全黑的像素里提取出极其微弱的光源信息，每一个像素的数值都有科学意义,不能有压缩损失。
这张图的TIF文件采用16位灰度深度，也就是说每个像素能记录65536个灰度级别，相比之下，普通JPEG只有8位，256个级别，这就意味着，TIF版本能显示出非常微妙的亮度变化，比如一颗暗淡的恒星和它旁边稍微亮一点的恒星，在JPEG里可能都被压成同一个亮度值了,但在TIF里你能清晰地分辨出来。
不过说实话，对于普通爱好者来说，下载24.6GB的TIF确实有点自虐，我自己下载完之后，用Photoshop打开都费劲，普通的看图软件更是直接崩溃，后来我学乖了，先用ESO官网提供的缩放查看工具浏览，确定真的想细看某个区域了，再去找对应的裁剪版，ESO很贴心地提供了多种分辨率的下载选项，有适合打印的，有适合桌面壁纸的,当然也有那个丧心病狂的原版TIF。
打开这张图，你能看到什么
当你费了九牛二虎之力终于把这张图打开之后,你会发现里面藏着的东西远比想象的丰富。
恒星多到让人密集恐惧
天文学家统计过，这张图里大约有8400万颗恒星能被分辨出来，8400万颗是什么概念？你一秒数一颗，不吃不睡要数将近三年，而且这只是银河系中心区域的一小部分，银河系总共有大约1000亿到4000亿颗恒星,人类在宇宙里真的连一粒尘埃都算不上。
根本不是“星星”，是星云和暗云
除了那些发光的点，图里还有很多模糊的亮区和漆黑的暗区，亮的地方是恒星形成区，比如著名的三叶星云（M20）和礁湖星云（M8）在图的边缘位置都能找到，那些地方正有新的恒星在诞生，暗的地方则是暗星云，是浓密的分子云，里面充满了气体和尘埃，密度大到连红外线都透不过去，这些暗云如果密度继续增大，引力会让它们坍缩,最终点燃新的恒星。
星团的密集扎堆
银河系中心附近有好几个球状星团，比如NGC 6522和NGC 6528，它们在图上表现为特别密集的亮点聚集区，球状星团是银河系里最古老的天体之一，年龄动辄上百亿年，几乎和宇宙本身差不多老，看着那些密集排列的古老恒星,会有一种穿越时间的奇妙感觉。
（配图说明：81亿像素银河系中心图局部放大，可以看到密密麻麻的恒星、暗星云和亮星云交织在一起，每个白点都是一颗太阳。）
这张图背后的科学意义
你可能觉得这就是一张很漂亮的星空照片而已,但其实它对天文学研究的价值非常大。
VISTA巡天项目的全称叫Vista Variables in the Via Lactea，简称VVV巡天，这个项目持续了好几年，对银河系中心区域进行了反复拍摄，通过对比不同时间拍摄的图像，天文学家发现了大量变星——也就是亮度会周期性变化的恒星，有些变星的亮度变化规律非常稳定，比如造父变星，它们的脉动周期和真实亮度有严格的对应关系，通过测量它们的周期，就能准确算出它们离我们有多远，这批数据帮助天文学家重新绘制了银河系中心的三维结构图,比以前精确得多。
红外波段的观测还能发现很多温度较低的褐矮星和行星质量天体，这些东西在可见光波段几乎不发光，但在红外波段会有微弱的热辐射，了解银河系中心区域这些低光度天体的分布，对于研究银河系的物质组成和质量分布很关键，有意思的是，VISTA的观测还发现了一些高速运动的恒星，它们的速度高到能挣脱银河系的引力束缚，最终飞出银河系，这类恒星是怎么获得这么大速度的，目前主流的解释是它们经过了银河系中心那个超大质量黑洞附近,被引力弹弓效应甩出去的。
如果你想亲自下载这张图
说了这么多，如果你也想挑战一下这个24.6GB的TIF文件，或者只是想找个合适的版本当桌布，其实操作起来很简单，ESO把这张图放在他们的官网上公开访问，不需要注册,直接下载就行。
你打开ESO的官网，搜索“VISTA Milky Way”或者“81亿像素银河系”，就能找到专门的照片发布页面,页面上会提供多种格式和分辨率：
- TIF原图（24.6 GB）：适合打印大幅海报或者做图像分析，别用普通电脑打开,除非你想测试一下散热系统。
- JPEG高清版（约500 MB）：画质依然很棒，大部分电脑能流畅打开,适合收藏。
- 中等分辨率JPEG（几十MB）：放大到一定程度还是很清晰,日常欣赏够用了。
- 在线缩放查看器：不用下载，在网页上直接缩放拖动，体验接近谷歌地图,最省事的方式。
下载的时候有个小提醒：用下载工具比浏览器直接下更靠谱，毕竟24GB的文件，浏览器一旦断连就得重来，我自己是用命令行工具wget下的，断点续传稳稳当当，还有就是，TIF文件下载之后记得检查一下MD5校验值，确保文件没损坏,不然白下这么半天。
把银河系放在硬盘里的奇妙感
说起来挺奇妙的，一个24.6GB的文件就躺在你的硬盘里，双击打开，8400万颗恒星突然出现在眼前，每颗恒星都是一个太阳，其中很多可能也有自己的行星系统，在这8400万颗恒星里，有多少颗周围有生命存在？有多少文明此刻也在望向他们的夜空，看到银河系的另一个旋臂，而我们就在那里，在一颗叫地球的行星上,费劲巴拉地下载着一张巨大无比的TIF文件。
这种体验很难用语言描述，数据的重量是24.6GB，但打开之后的感受，远不止这些字节，那片星海里有恒星诞生和死亡，有黑洞潜伏在中心，有暗物质构成的骨架撑起整个结构，而我们能从一张照片里窥见这一切，哪怕只是银河系极小的一片区域,也已经足够让人重新思考些什么了。
哦对了，如果你真的下载了那张TIF原图，记得备份，24.6GB的数据从智利的服务器漂洋过海到你的硬盘里，这本身也是一段小小的旅程，至少我是不想再下一遍了,除非换了台内存大点的新电脑。