科學也可以如此靠近

太空望遠鏡至少要飛出多遠才能拍到銀河系全貌?

4月
04
2019

2019年4月04日02時 今日科學 宇宙接觸

宇宙接觸

我們的太陽系位於銀河系之內,無法在垂直於銀盤方向來俯拍整個銀河系。如果真有飛出銀河系的天文望遠鏡,天文學家早就拍攝到銀河系的全貌,而不是像現在這樣依賴於計算機模擬。

在銀河系中,重子物質形成了一個薄盤結構,恆星盤的平均厚度約為2000光年。如果想要拍攝到銀河系的全貌,最快捷的方式是讓太空望遠鏡朝著垂直於銀盤的方向飛出銀河系。那麼,在太陽系中發射太空望遠鏡,至少需要飛行多遠的距離才能離開銀盤呢?

目前的太陽系正處於銀道面附近,位於銀道面北部大約75到100光年之處。太陽系會以波浪形的軌跡不斷在銀道面上下方穿行,目前正在逐漸靠近銀道面。據估計,太陽系離開銀道面的最遠距離大約為250光年。

因此,如果要把太空望遠鏡送出銀盤,目前要飛行大約900光年的距離,最少也要750光年。這樣的距離對於目前的人類而言是天方夜譚。因為距離我們最遠的旅行者1號飛了41年之後,目前才行進了不到0.0023光年,以此速度飛出太陽系都要上萬年的時間。如果要飛行數百光年的距離,所需的時間將要達到上百萬年。

即便未來人類能夠研製出亞光速飛行器,也需要數百年的時間,它才能飛出銀盤。等待太空望遠鏡抵達目標位置,並對整個銀河系進行拍照之後,數據傳回來又要再過數百年的時間。而且由於距離非常遙遠,太陽系在星際空間中不斷穿行,信號能否傳播回來,並且傳回來的信號是否還有足夠的強度,這都是問題。

雖然直接拍攝到銀河系全貌非常困難,但人類有辦法知道銀河系的結構。恆星是銀河系以及其他星系的最重要的可見組成部分,如果能夠知道恆星在銀河系中的分布,就能知道銀河系的結構。歐洲航天局(ESA)的蓋亞衛星可以測量銀河系中多達10億顆恆星(約占總數的0.5%)相對於太陽的位置和距離,基於這些數據,天文學家可以模擬出銀河系的全貌。


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