事实如此浪漫

看银河森林看树

银河地图
IPAC罗伯特•伤害;比尔·萨克斯顿NRAO / AUI / NSF

T为了解决一个谜题,科学家们常常尽可能地放大它,把这个令人困惑的系统分解成各个组成部分,然后一块一块地分析它。有时候,理解一个系统需要的恰恰相反:后退一步,看到更大的图景。有时,更大的图景比我们的银河系还要大,在这种情况下,后退需要一些聪明的调查。

18世纪80年代,最近发现天王星的天文学家威廉·赫歇尔(William Herschel)将望远镜对准了银河系,试图弄清楚我们看到的这群恒星的形状。天空中有一道很明显的明亮条纹,浓度很高,就像我们周围的一个平圆。他很明智地得出结论,认为我们是在一群恒星的中间形状像“磨刀石”。(如果你是低碳水化合物饮食者,可以考虑吃一圈奶酪。)

发现更多关于银河系形状的任务因此受阻。赫歇尔只能使用光谱的可见部分来观察附近的恒星;他不知道来自遥远恒星的光正在被中间的星际尘埃所吸收。“对一个被绑在雾霾森林里的树上的人来说,无论你在哪里,森林似乎都向四面八方延伸,”用…的话来说天文学家劳伦斯·Marschall。我们怎么能看到我们所坐的这个巨大物体的形状呢?这难道不需要坐着宇宙飞船飞走,然后再回头看一看整个事情吗?

幸运的是,没有。一个多世纪后,哈洛·沙普利(Harlow Shapley)使用了一些最先进的技术,测量了整个银河系中许多恒星群的距离。他认为这个星系的大小大约是10万光年宽,并从不同方向的测量中看到,我们实际上并不是在磨刀石的中心。不久之后,天文学家发现了一种更好的研究银河系的方法:观察氢的标志性无线电波,它直接穿过星际尘埃的迷雾。通过观察氢的量和距离在整个银河系中,天文学家可以绘制出更详细的地图。你瞧,他们发现这是一个棒旋星系,就像我们在宇宙中看到的许多美丽的例子一样,而不是一个奶酪轮,听起来很诱人。在此后的几十年里,科学家们开发出了更好的方法,使他们能够“很好地描绘出旋臂,就像在其他星系中一样,”天文学家Kevin Jiang写道

然而,使用这种间接方法是困难的,我们仍在完善它。本月早些时候,一项新的研究极长基线阵列是一组从夏威夷到美属维尔京群岛绵延5000英里的射电天文台银河系地图的变化.具体来说,研究人员宣称,包括我们在内的小螺旋臂更有可能是巨大的英仙座臂的一个分支,而不是中等大小的人马座臂。

但是,现在还不要去做新的星系地图纹身:这项研究还处在我们理解的边缘,就像和以前的描述已经改变了之后,新的证据可能会把我们推回到人马座臂。事实上,关于星系应该有两个臂还是四个臂,仍然存在一些争论。直到我们能发射到10万光年之外,回头看看我们的螺旋星系,这种渐进式的进展可能是我们所能期待的最好结果。与神秘关系太近所带来的不确定性是一个巨大的挑战。


阿莫斯·泽伯格(Amos Zeeberg)是鹦鹉螺公司(Nautilus)的数字编辑,负责监管《如此浪漫的事实》(Facts So Romantic)。在推特上找到他@settostun


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