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  • 气体和尘埃吸收了可见光,我们要如何发现被银河挡住的星系?

    如何发现银河背后的星系?

    网友:我们的视线无法直接穿过银河系盘,那么我们要如何确定银河系盘另一侧是否存在离我们很近的星系呢?

    气体和尘埃吸收了可见光,我们要如何发现被银河挡住的星系?

    (银河系的艺术概念图。图片来源:NASA JPL)

    回答:问得好!事实上,最近一次在本星系群中发现的星系是20世纪90年代后期发现的人马矮星系(the Sagittarius Dwarf),这是一个离银河系很近的小星系,但从我们在地球上的视点看不见它。

    气体和尘埃吸收了可见光,我们要如何发现被银河挡住的星系?

    天文学家们可以通过很多方法推测银河系背后是否存在小星系,这些方法都涉及到观察光学之外的其他波长,原因正如你所说:银河系另一端的可见光会被银河系盘中的尘埃吸收,从而无法被我们看到。不过这也不是什么大问题,我们还可以探测波长较长的光线,虽然肉眼看不到,但是用专门设计的望远镜就可以看见它们。

    气体和尘埃吸收了可见光,我们要如何发现被银河挡住的星系?

    事实上,光的波长越长受到银河系尘埃的阻碍就越少,而无线电波长则是完全不会受到阻碍的!所以如果想要探测到银河系圆盘另一侧的星系,第一步就是使用射电望远镜探测探测其波动不同于银河系的气体。但是如果星系离银河系太近,这种方法也无法奏效,因为这时该星系的波动和银河系的气体波动混杂在一起,使它们难以被区分出来(这也是为什么一开始人们没能用射电望远镜发现人马矮星系的原因)。

    气体和尘埃吸收了可见光,我们要如何发现被银河挡住的星系?

    另一种方法是尝试在红外线中探测小星系的恒星(红外线波长比可见光波长,但比无线电波短)。虽然尘埃对红外线仍有一定的遮蔽作用,但只要使用更灵敏的望远镜,我们就有可能发现银河系盘之外其他星系内的恒星。

    银河系背后可能还存在尚未发现的比人马矮星系更小、离我们更近的星系。探测这些星系将成为超灵敏射电望远镜和红外望远镜所要面临的重大挑战!

    气体和尘埃吸收了可见光,我们要如何发现被银河挡住的星系?

    (甚大阵射电望远镜。图片来源:VLA,NRAO)

    在2003年11月4号发表的一篇报道中,天文学家们宣布他们发现了一个潜伏在银河系盘背后的星系——大犬矮星系,甚至比人马矮星系更靠近银河系。我们的确在不断发现更靠近我们的邻近星系!

    气体和尘埃吸收了可见光,我们要如何发现被银河挡住的星系?

    相关知识解释

    银河系是我们的太阳系所在的星系。这个名称描述了我们从地球上看到的样子:夜天中依靠裸眼无法单独区分的星星组成的朦胧光带。银河这一说法翻译自拉丁语中的via lactea,来源是希腊语。

    气体和尘埃吸收了可见光,我们要如何发现被银河挡住的星系?

    由于我们处在其圆盘状的结构内部,所以从地球上看到的银河是带状的。1610年,伽利略·伽利莱首次使用望远镜分辨出银河的光带是由单个的星星构成的。直到20世纪20年代初,大多数天文学家都认为银河系包含了宇宙中所有的星星。1920年天文学家哈洛·沙普利(Harlow Shapley)和希伯·柯蒂斯(Heber Curtis)之间进行世纪天文大辩论之后, 埃德温·哈勃(Edwin Hubble)的观测结果显示银河系只是众多星系之一而已。

    气体和尘埃吸收了可见光,我们要如何发现被银河挡住的星系?

    银河系是一个直径在15万至20万光年(ly)之间的棒旋星系。据估计,银河系包含1千亿至4千亿颗恒星及1千亿颗以上的行星。太阳系位于猎户臂(气体和尘埃聚集成的旋臂之一)内缘距银心半径26490 (± 100)光年处。银河系最内侧1万光年的恒星形成银河系的核球,从核球辐射出一条或多条星系棒。银心是名为人马座A*的强射电源,推测可能是一个410万 (± 3.4万)倍太阳质量的特大质量黑洞。

    气体和尘埃吸收了可见光,我们要如何发现被银河挡住的星系?

    (银河系的基本蓝图。图中文字自I象限起至IV象限分别为星系棒,人马臂,猎户射电支,英仙臂,外缘旋臂,半人马臂。图片来源:galaxymap)

    银心周围很大一段距离范围内的恒星和气体以每秒约220千米的速度环绕银心运动。它们恒定的旋转速度并不符合开普勒定律,这就说明银河系的很大一部分(大约90%)质量既不释放也不吸收电磁辐射,是望远镜无法观测到的。这种假定的质量被称为“暗物质”。

    太阳在其所在的半径上的旋转周期约为2.4亿年。以河外为参考架,整个银河系正以每秒600千米的速度移动着。银河系中最古老的恒星几乎和宇宙本身的年龄相当,说明它们很可能是在宇宙大爆炸的黑暗时期中形成的。

    气体和尘埃吸收了可见光,我们要如何发现被银河挡住的星系?

    (我们周围1亿光年范围的宇宙——室女超星系团,坐标中心位置为本星系群。

    银河系和它的几个伴星系都是本星系群的一部分,该星系群属于室女超星系团,而室女超星系团本身则是拉尼亚凯亚超星系团中的一部分。

    参考资料

    1.Wikipedia百科全书

    2.天文学名词

    3. Kristine Spekkens- JoyceZ- astro

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