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距離銀河系盤面多遠(yuǎn),才能看到完整的銀河系?

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有朋友問:如果太陽系稍微離開銀河系平面一些,是不是能看到一個(gè)巨大的銀河系懸在夜空的景象?

這得看題主說的“稍微離開銀河系平面一些”的這個(gè)“稍微“和”一些”是多少。有的朋友已經(jīng)從幾何學(xué)角度分析了這個(gè)問題,這里就不從數(shù)學(xué)理論上來論證了,只借鑒地球觀測數(shù)據(jù)從直觀感性的角度來分析一下。

我們已知,科學(xué)家現(xiàn)在對銀河系的認(rèn)知是一個(gè)巨大的漩渦棒旋星系,有點(diǎn)像鐵餅的樣子,是一個(gè)中間厚邊緣薄的盤狀星系,盤面直徑約20萬光年,中心厚度約1.2萬光年,邊緣厚度只有約100光年,平均厚度約1000光年。

現(xiàn)在我們就清楚了,如果太陽現(xiàn)在在銀河系盤面切面中心(實(shí)際在20光年處,接近中心),要能夠看清銀河系整個(gè)盤面,至少要跳出銀河系盤面本身1000光年厚度,而銀河系核心厚度達(dá)到1.2萬光年,要看到整個(gè)盤面最少要距離盤面切面中心1.2萬光年。

實(shí)際上,即便距離銀河系1.2萬光年的地方,也就像一個(gè)人站在珠穆朗瑪峰頂上看地球,還是不能看到整個(gè)地球的模樣。根據(jù)NASA測試表明,在距離地面約100公里的地方,可以明顯的看到地球弧線,即太空分界線;載人飛船在距離地面400公里的軌道上,可以看到地球的表面曲率;而要看到完整地球,則要在距離地面3400公里以外。

這個(gè)視野是根據(jù)人眼水平視角為124度來計(jì)算的,是一種最為舒適的視野范圍。根據(jù)這個(gè)視距來計(jì)算,地球的直徑約為12742公里,相比較能看到地球弧線的高度100公里比例約為127:1;相比較能看到地球表面曲率高度400公里比例約為32:1;相比較能看到全貌的3400公里約為3.75:1。

按照人類看地球這個(gè)比例來看銀河系,如果要看到銀河系弧線,就要在距離銀盤表面1574光年的高度;如果要看到銀河系曲率,就要在距離銀盤表面6250光年的高度;如果能夠舒適的看到整個(gè)銀河系全景,就要在距離銀河系盤面約53333光年的高度。

光年是光子在真空中運(yùn)動(dòng)一年的尺度,光子在真空中運(yùn)動(dòng)每秒約為30萬公里,一光年約等于9.46萬億公里的尺度,因此銀河系的直徑約為189.2億億公里,平均厚度約為9640億公里。而要看到銀河系全貌,需要在距離銀河系表面50億億公里的距離,按照人眼124度視角來觀察。

而根據(jù)題意,要能夠看到一個(gè)巨大的銀河系盤面懸在夜空,實(shí)際距離還要更遠(yuǎn)些,才會(huì)更舒適的看到留有一定空間的巨大銀河系全貌。那么,這個(gè)距離是不是題主所認(rèn)為的“稍微離開銀河系平面一些”呢?只有他自己知道了。

迄今為止,人類的腳步還沒有跨出地球引力圈,無人飛船也還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有飛出太陽系,那么問題來了,現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上流傳的無數(shù)銀河系圖片又是怎么得到的呢?

其實(shí),所有的銀河系外觀圖片都并非人類真正看到或者照相機(jī)照到的樣子,而是科學(xué)家們通過對許多同類型星系觀測,并且綜合多年來在地球上對銀河系恒星分布觀測得到的海量數(shù)據(jù),再通過電腦建模得到的。

真正在地球上照到的銀河系樣子,絕大多數(shù)都只是局部部分,是通過大型望遠(yuǎn)鏡或衛(wèi)星,在我們位置向銀河系中心拍照了眾多照片,經(jīng)過合成得到的。其中唯一一張?zhí)柗Q銀河系360度全景圖,是NASA發(fā)射的斯皮策太空望遠(yuǎn)鏡經(jīng)過10年拍攝,用200多萬張照片合成得到的。

這張銀河系360度全景圖信息量很大,包含200億像素,如果把它打印出來,需要一個(gè)體育場那么大的地方才能夠展示,現(xiàn)在NASA向全世界科學(xué)家和天文愛好者公布這張圖的數(shù)字版,供研究和查詢(見上圖))。不過這張照片比較專業(yè),一般人難以看懂。

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評論
演繹無限精彩!
大學(xué)士級(jí)
我們身處于銀河系之中,無法拍攝到銀河系全貌。只能通過研究銀河系的結(jié)構(gòu)以及其它星系的結(jié)構(gòu),進(jìn)而模擬推斷出銀河系的全貌。
2023-12-06
科普老兵聞向東
大學(xué)士級(jí)
其實(shí),所有的銀河系外觀圖片都并非人類真正看到或者照相機(jī)照到的樣子,而是科學(xué)家們通過電腦建模得到的。
2023-12-06
科普631844026ad77
進(jìn)士級(jí)
神秘的銀河系!
2023-12-05