銀河系的新地圖

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銀河系的新地圖

儘管還有很多不確定性，天文學家們提出了一個相對準確的概念，描述我們的銀河系是如何形成的。最近，在泛星計劃(Pan-STARRS)的幫助下完成的，更精確的夜空的地圖將帶來所未見的新視角。

泛星計劃1.8米望遠鏡拍攝的新的銀河系地圖上，銀河如同光帶一樣橫跨天空。這是至今為止最精確的銀河系圖，黃道的位置在圖中是水平的。地圖由50萬張小圖片構成，每張平均曝光45，總共花費了4年的時間。完整大圖的解析度將會超過兩公里。

早在古希臘時期，哲學家德莫克利特就猜想，我們的銀河系是由眾多的單獨的恆星組成的。在2000年後，伽利略?伽里雷將此推測證實。作為第一人，他用他的望遠鏡觀測了夜空， 1610年在其著作中發表「星系是由無數的恆星組成的，它們看上去就像雲霧一樣。「

事實上，我們的銀河系中到底有多少恆星呢？在18世紀末，天文學家威廉·赫舍爾首次估算了銀河系的大小和可見恆星的數量(見圖)。但是他的數據與如今的想去甚遠，這是因為恆星之間的塵埃，所謂的星際物質這擋住了許多恆星。

1785 年，第一張銀河系地圖來自卡羅琳赫謝爾和她的兄弟威廉赫謝爾。他們用望遠鏡統計了天空中的星星。在哪些區域內被星際物質遮擋，對比現今的大地圖便一目了然。

直到20世紀初，天文學家哈洛?夏普雷才給出了一個切合實際的估算。他藉助了球狀星團的分布並由此確定了銀河系的大小。如今人們才知道，與伽利略相反，他的估算又過高了。目前，我們的銀河系中大約有1000-3000億顆恆星。

夏威夷的天空

現今公開的最完整的銀河系地圖是天文學家們藉助全景測量望遠鏡的數據和快速反應系統(Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System)完成的，簡稱泛星計劃(Pan-STARRS)。這個望遠鏡的直徑為1.8米，建造在夏威夷茂宜島的赫勒卡拉火山上。為此在過去的四年里，有關的科學家對天空中不同的位置進行了10-20次的測量。他們使用了五個不同的，適合於不同波長的濾鏡。因此記錄的數據是由不同顏色組成的——從綠色到紅外波段。收集到的地圖全部在夏威夷拍攝得到，其中四分之三是來自夜空。

夏威夷茂宜島赫勒卡拉火山上的Pan-STARRS天文台，在過去的四年里追蹤夜空並在此誕生了至今為止最完整最精確的銀河系地圖。

這個長時間觀測的最終結果是令人印象深刻的:研究者們拼和了數百萬單獨的影像，由此構成了一幅最準確的最完整的夜空地圖。(見圖)在其中我們能看到超過3000億個天體。這些數據需要約2PB(2048TB)的存儲空間，這大約是如今維基百科上所有數據的百倍。這一巨大工程的另一版本包含了天體運動和距離的信息，這項工作將在今年年底進行。

因為數據採集長達數年之久，天文學家們也能發現一些有變化的恆星，比如說超新星和變星。此外還能尋找系外星行，微弱的被照亮的衛星以及大量的圍繞著我們銀河系的小行星。有關近地小行星的信息則能提供給美國宇航局和歐洲空間局，用於研發近地小行星的預警系統。當有近地小行星接近地球時，就能儘可能早的預報。至今登錄的近地小行星大約有15000多顆。

銀河系的建築學

星表的數據還描述了銀河系的構建。比方說天文學家們討論了有關銀河系各個旋臂精確的方位。即使如今的觀測模型比伽利略時期的好過數倍，依舊有那麼多的塵埃遮擋著觀察點。但是人們知道這些塵埃星雲具體的位置，大小，分布和形態，至少能夠分辨出銀河系螺旋星系的結構—在新的銀河系地圖上這些塵埃是深色斑點，能相對的更好的辨認出。

在Pan-STARRS的大地圖上，星圖上的獵戶座只是小小的一塊

Pan-STARRS的大地圖中能清晰辨認出著名的天體，比如巨蟹座的超新星遺迹M1

如果你深入的研究新的銀河系地圖，你也會發現一些知名的地點，比如獵戶座的獵戶星雲。(見大圖)還可以辨認出我們的鄰居星系，仙女星系和巨蟹座星雲。以這種新方式製作銀河系的新地圖還並未結束。衛星蓋亞的數據將很快為細節做出貢獻，特別是在第三維度上將會大幅增加。專家們期望這個空間探測器在它的使命期間能夠發現更多的星系內或星系外的天體。此外科學家們也希望由此尋找出銀河系乃至整個宇宙的起源與構建。

載於《Sterne und Weltraum》2017年第9期

作者：ANNA-CHRISTINA EILERS

德文翻譯：系外行星地瓜君

校譯：王坤

編排：邱煜欣

責任編輯：解仁江

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