离银河系多远,才能看见银河系全貌?
》无论是在地面上,还是在外太空,人类能够看到的银河系的样子,就是环绕在整个天球的一条带子。
这条带子,视觉厚度是10光年左右,就是构成银河系银盘恒星最密集的区域。图中已经标示出牛郎星和织女星,他们之间的距离是16.4光年。
》没有一张银河系的全景照片。
所有关于银河系的图片,全部是想象图。太阳系所在的位置,恰好是在银河系银盘恒星最密集的区域。即便是画出这样银河系的想象图,难度也非常高。
如同站在北京天安门广场上原地不动,要画出整个北京市的地图一样。环顾4周,景深被高度压缩,视张角太小以及障碍物的阻挡,是站在原地画地图的最大障碍。
人类绘制银河系的地图,就面临着这样的困境。
》250年时间,银河系图形的变化。
1785年,赫希尔绘制的银河系,太阳系在银河系中心。
1918,美国天文学家沙普利提出的银河系模型。上世纪70年代以前一直用这个模型,大小为10万光年,其中太阳系位于银河边缘,距离银河系中心4万光年。这是星球大战版本的银河系。
1990年版本的银河系,大小为10万光年,太阳系的位置,已经变成距离银河中心2.6万光年位置。
2010年的银河系,大小为10~20万光年。太阳系的位置没有变化。但是星系的形状已经从涡旋星系变成了棒旋星系。
根据2019年6月份,日本昴宿星团望远镜对银河系银盘星体密度的最新测量结果,在距离地球50万光年以外,星体的密度突然下降。这说明,50万光年以外才是银河系的边界。由此,银河系的直径扩大为100万光年。很可能,银河系的形状与以往又有巨大的差别。
》绘制银河系的时候,参考了在望远镜里能够看到的仙女座大星云和其他的涡旋星系。
在本星系群中,仙女座星云、以及m87都是涡旋星系,所以最开始以为银河系也是一个涡旋星系。以下是m87的照片。
》要真正看清银河系的全貌,必须飞出银河系之外,而且还必须垂直于银盘盘面。
一个圆周是360度,一角度是60角分,一角分是60角秒。视力极佳的人,肉眼的分辨率大概是20角秒。根据三角函数公式,肉眼看清银河系全貌的距离,等于银河系的半径乘以tan(20角秒),等于0.00097倍银河半径。
看清银河系全貌,需要垂直(一定要垂直)飞离银河系银盘星体密度最高的10光年范围。
如果银河系的半径是5万光年,我们只要垂直飞出银河系银盘稠密区48.5光年就可以看清。如果银河系的半径是50万光年,我们要飞离银河系银盘稠密区485光年才能看清银河系全貌。
一光年是96,400亿公里,人类飞得最远的航天器,是1977年发射的旅行者1号!2018年1月,旅行者1号距离地球211亿公里。
你们觉得银河系长啥样人类要多久才能搞明白?