银河系图片素材-17亿像素银河系全景图 | 生命的另一种美

136亿年前,银河系开始形成,并逐渐生出四条主要的“手臂”,分别是英仙臂、船底-人马臂、矩尺臂和盾牌-半人马臂。而旋臂是银河系里新恒星诞生的摇篮,每年都会有约十颗新恒星生成。

上图:银河系结构简图

我们的太阳系则坐落于较短的猎户座旋臂靠近内侧边缘的位置上,位于英仙座旋臂和人马座旋臂之间。距离银河系中心约2.64万光年,逆时针旋转,每2.2亿年绕银心一周。因此在地球上,我们无法看到银河系的全貌,但科学家依旧有办法描绘银河系的样子。

上图:银河系大尺度结构的示意图

20世纪初,美国威尔逊山天文台建成了当时世界上口径最大天文望远镜。从此,天文学家把以银河为表观现象的恒星系统称为银河系。

1918年,依旧是威尔逊山天文台,建造了一座口径2.54m的反射望远镜——胡克望远镜。随后经过4年的观测,美国天文学家H.沙普利提出太阳系应该位于银河系的边缘,且银河系的中心应在人马座方向。又过了29年,摩根提出银河是螺旋形的。

上图:威尔逊山天文台

2003年,斯皮策太空望远镜升空,是人类送入太空的最大的红外望远镜,也是大型轨道天文台计划的最后一台空间望远镜。通过对太阳系的小行星,以及可观测宇宙边缘的遥远星系进行了逾10年的研究后,首次在一张巨幅全景图上将所有星辰的图片拼接再现。确定银河系是个扁平的螺旋盘,太阳系位于其中一个螺旋臂上。

上图:斯皮策太空望远镜绘制的银河系红外扫描全景图

2008年,科学家通过观测证实,银心中的确存在着黑洞。2020年03月25日,英国科学家,达勒姆大学天体物理学家艾丽丝·迪森及其同事利用银河系附近星系,找到了银河系的边界。将银河系直径精确测定为190万光年,误差不超过40万光年。

上图:银河系全景图

2020年04月21日,南京大学发布消息:由美国哈佛-斯密松天体物理中心资深天文学家、美国科学院院士马克·里德和南京大学天文与空间科学学院教授郑兴武联合撰写的文章,总结了由他们两人及德国卡尔·门滕教授所领导的国际团队,历经15年时间对银河系结构潜心研究的成果。

该团队绘制出了尺度为10万 10万光年的全新银河系结构图,是迄今最精确的银河系结构图,彻底解决了银河系究竟有几条旋臂的重大科学问题。

上图:银河系结构图 郑兴武和马克·里德供图

直到最近,NASA科学家又发现,银河系的船底-人马旋臂上有一个"断裂",是一组伸出来的恒星和气体云——包括泻湖星云和鹰状星云,是人马座臂著名的“创世之柱”的所在地。研究已发表在《天文学与天体物理学》杂志上。

他们将这一“断裂”描述为像从木头上伸出来的一个碎片。同时,NASA在一份新闻稿中称其:“绵延约3000光年,是第一个被确认的主要结构,其方向与旋臂的方向有巨大的差异。”

上图:斯皮策太空望远镜

NASA研究人员的数据依旧来自已经退役的斯皮策太空望远镜,以及欧洲航天局盖亚太空观测站。他们通过定位新生的恒星并测量与它们的距离,进一步分析了旋臂不同区域的速度和俯仰角后,发现了这部分俯仰角为60 的恒星。但根据之前盖亚卫星恒星数据建立的银河系模型显示,人马座臂的俯仰角仅约为12 度左右,就好像这部分恒星不属于这条旋臂。

上图:像一条断臂一样伸出来,该地区是鹰星云、欧米茄星云、三裂星云和泻湖星云的所在地。

除此之外,“断臂”中数十万颗恒星,似乎也以相同的速度和方向运动着。这表明那里的恒星可能在同一时间形成并且受到相同的引力影响。换句话说,是有一些外力将这些星云拉成一条长长的直线。但对于是什么让这些年轻的恒星摆脱束缚并离开旋臂,科学家也没有答案。

上图:从左到右,老鹰星云、欧米茄星云、三叉星云和泻湖星云

既如此,银河系的未来将何去何从?

根据当前的观测,仙女星系(M31)正以每秒300公里的速度冲向银河系,因此科学家普遍认为在30亿 40亿年后仙女星系可能会与银河系相撞。但即使真的发生碰撞,太阳以及其他的恒星也不会相撞,但是这两个星系可能会花上数十亿年的时间合并成椭圆星系。

上图:仙女座大星系,少数蓝移星系之一,它正在靠近银河系。

除此之外,银河系还正在以每秒600公里的速度向巨引源狂奔。这个“巨引源”的力量异常强大,位于拉尼亚凯亚超星系团的引力中心。可吸引数亿光年内的星系等天体,包括银河系、仙女座星系等至少500个星系团,星系数量超过10万个,就连2.6亿光年以外的天体,都被它的引力吸引而向它坠落。

但以银河系的速度,想要抵达巨引源,很可能依旧需要上千亿年。与此同时,还有科学家表示,如果扣除宇宙膨胀速度,实际上银河系正在远离巨引源。不过真到那个时候,太阳系早已消失,人类或许也已灭绝,反正是无法见证那一刻了。

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我们生活在地球中,但无时无刻不在探索着外太空,向外太空寻求生命的奥义,寻求其他和我们相似的星球,但是以我们如今的科技水平,确实很难真正的向外去探索,只能通过望远镜来窥探宇宙的一隅。

最近,一位芬兰摄影师JP Metsavainio,历时12年拍摄时长1200个小时,通过234个图像,合成了一张17亿像素的银河系平面图。

我们有可能不知道17亿像素是一个什么概念,我们最简单最通俗的来说一下就是,一个现实中很巨大的地方,在这张图上也是很微小,很微小,很微小的。

在这样的情况下,很多人都将其称为,这简直是“梵高星空plus版”“宇宙的终极浪漫”。

当然,我们现在很少有人可以在夜晚纵览星空的美,更不要说如此广阔神奇的银河图了。对于宇宙的探索其实我们从未停止过,我们不仅局限于它视觉上给我们带来的冲击,更是通过它来了解,几亿几十亿甚至几百亿年前宇宙的秘密。

其实这位摄影师,在拍摄星空的时候并没有拍成完整的银河图的打算,只不过随着他拍摄的越来越多,也就有了这个想法,随即在拼接的时候再把缺少的补充拍摄进来。

JP Metsavainio的17亿像素银河系图

其实NASA也发布过银河系的超高清照片,只不过该图片的大小为24G,一般的电脑打开这一张图片都要好久,在这里我们是看不到原图了,但是我们可以看一看简略版和NASA其他的银河系图片。

我们可以先看第一张银河系中心点,有些泛红的地方,就是下面这张中心区域图。

其实,银河系中心可以说是十分拥挤,有一个重量是太阳的400万倍的黑洞,以及它周围围绕着数以百万计的恒星。

我们如今对宇宙的认识还是很初级很局限的,但是看着这些数以万亿计年前的星空美景,还是不由得由衷的感慨宇宙的神奇,它无时不在消亡,又无时不在重生。

不知道人类多久以后,才能真正向科幻小说里边写的那样,进入外太空,寻找新家园,开始属于人类的星际时代。