揭秘银河真容：探索我们如何描绘银河系的全貌

我们怎么知道银河看起来像什么的？-直到19世纪我们才开始去了解我们星系的真正自然是什么。

我们的银河系，银河系斜视，手臂和中心酒吧在其大致已知的位置。（图片来源：Mark大蒜/Science Photo Library/Getty Images）

虽然我们的望远镜捕捉到了一些真正令人惊叹的银河系图像，但天文学家对我们的家园星系只有模糊的了解。甚至花了很多功夫才得到那个草图，我们能够从有限的有利位置学到什么真是令人惊讶。在地球表面上，银河系在肉眼看来就像一条横跨天空的迷彩带。

虽然天文学家和哲学家一直在争论银河系的真实性质和位置，但伟大的天文学家，物理学家和全能天才伽利略是第一个发现银河系真实性质的人：无数的恒星如此之小，以至于它们的光融合在一起。在17世纪中期，哲学家伊曼纽尔·康德正确地猜测了银河系是一个旋转的恒星盘，因为我们被嵌入在那个圆盘中，它对我们来说就像一个乐队。几十年后，天文学家威廉·赫歇尔（William Herschel）试图绘制宇宙地图，但收效甚微。

直到20世纪初，我们才真正开始拼凑出银河系的真实本质。就在那时，天文学家埃德温·哈勃发现仙女座星云实际上是仙女座星系，一个距离我们数百万光年的“岛屿宇宙”。银河系不仅仅是附近恒星的圆盘。它形成了我们银河系的大部分，所以我们的银河系以这个熟悉的天空特征命名。对其他星系的观察帮助我们拼凑出我们的家园星系的样子。大多数盘状星系都有螺旋臂和密集的中心凸起，所以很自然地假设银河系也有这些特征。但直接绘制银河系的地图是一项极具挑战性的任务。首先，它很大-在它最宽的地方大约有10万光年。

-在1000亿到4000亿颗恒星之间，数十万个恒星形成区域，以及无数的行星，黑洞，中子星等等。因此，即使是对银河系的一小部分进行调查也需要大量的资源。然后是灰尘。在星际空间中，尘埃具有使光线变暗和散射的烦人特性。因为我们镶嵌在银河系中，我们越是看得远，我们的视野就越被灰尘遮蔽。即使是世界上最强大的望远镜也无法直接检查星系另一侧的区域。

在夜空中看到的银河系的手臂。（图片来源：Getty Images）

因此，为了绘制银河系的地图，研究人员使用了许多种观测结果，并将这些观测结果与其他星系的比较和巧妙的理论建模相结合，以形成一幅完整的图景。例如，球状星团以大致球形的排列围绕银河系中心运行。通过在三维空间中绘制它们的位置，我们可以找到中心在哪里-距离我们大约25,000光年。

我们还可以检查恒星围绕中心运行的运动，并利用我们对重力的理解来模拟核心的样子。正是通过这种技术，我们认为我们的星系是一个“条状”螺旋-核心被拉长，甚至可能是花生形状。这一点得到了观测的证实，观测显示，位于核心附近的某种红巨星被分成两个群体，来自核心的红外光是对称的。2013年发射的盖亚航天器有一个主要任务：对尽可能多的恒星进行人口普查，记录它们的距离、运动、亮度和颜色。到目前为止，该任务已经记录了近20亿颗恒星，虽然令人印象深刻，但仍然只占银河系所有恒星的大约1%。

尽管如此，这给天文学家提供了一个关于我们银河系局部区域的巨大信息库。除了提供我们银河系附近的准确地图外，这些数据还可以用作比较和对比其他更窄但更深入的调查的基线，以寻找任何可能有助于我们构建更大星系地图的可疑事物。

尽管它们的外观引人注目，但它们的密度仅比周围的环境高10%左右。相反，它们在视觉上显得引人注目，因为它们是活跃的恒星形成区域，拥有许多新形成的大而明亮的恒星。因为我们有一个详细的地图，我们当地的银河补丁，这不是所有的活跃的恒星形成，我们可以寻找更高的恒星形成浓度，以勾勒出螺旋臂。通过这些技术，我们知道银河系至少有两个突出的旋臂，这些旋臂锚定在一个巨大的S形中心棒状或花生状核心上。

除此之外，然而事情有点模糊。这个星系可能有两个额外的中等强度的手臂，或者只是一个混乱的马刺和分支。任何你可能遇到的银河系的“地图”大多是猜测，并且可能每隔几年就会改变，因为我们改进了我们的技术并获得了更好的理解。

By：Paul Sutter

FY: 何丹怀

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