Làm thế nào họ có thể chụp ảnh dải ngân hà?

Tôi đã có một câu hỏi tầm thường trong một thời gian dài. Tôi không thể hiểu làm thế nào bạn có thể chụp ảnh bên ngoài một vật, khi bạn là một chấm rất nhỏ trong đó.

Thực sự, làm thế nào mà họ chụp những bức ảnh này của Dải Ngân hà? Chúng có phải là hình ảnh thật không, hay chỉ là một số tính toán và trí tưởng tượng?

Theo truyền thống, nó chủ yếu là trí tưởng tượng bởi vì sự hấp thụ của các đám mây bụi giữa các vì sao ngăn chúng ta nhìn thấy, trong ánh sáng khả kiến, vượt ra ngoài một khu vực trong Dải Ngân hà chỉ cách khoảng 20% ​​khoảng cách đến trung tâm của thiên hà. Đó chỉ là khoảng 4% toàn bộ đĩa của Dải Ngân hà. Tất nhiên, chúng ta có thể nhìn xa vô tận khi chúng ta nhìn ra ngoài máy bay, nhưng sau đó các đường ngắm của chúng ta vượt ra khỏi đĩa Ngân hà.

Vào giữa thế kỷ 20, thiên văn vô tuyến cho phép chúng ta nhìn thấy vật chất liên sao trên toàn bộ thiên hà, dưới dạng vạch phổ 21 cm (1,4 GHz) của hydro nguyên tử trung tính (HI). Sau đó chúng ta có thể thấy bằng chứng cho các nhánh xoắn ốc khổng lồ, nhưng việc xác định khoảng cách với khí liên sao là rất gần đúng, vì vậy chúng ta có thể có được một ý tưởng chung về nó trông như thế nào, khi được quan sát bên ngoài. Sau đó, các quan sát chi tiết về vạch phổ 2,6 mm (115 GHz) của carbon monoxide ( CO ), chủ yếu nằm trong các đám mây hydro phân tử, đã cho chúng ta cái nhìn chi tiết hơn vì các đám mây phân tử xác định các nhánh xoắn ốc của thiên hà của chúng ta chặt chẽ hơn nhiều so với làm các đám mây khuếch tán hơn của hydro trung tính.

Do sự phát xạ của HI và CO ở dạng các vạch quang phổ, chúng ta có thể xác định tốc độ hướng tâm (tốc độ hướng tới hoặc ra xa chúng ta) của mỗi đám mây phát ra từ việc sử dụng hiệu ứng Doppler. Sử dụng mô hình xoay thiên hà, sau đó chúng ta có thể tạo một bản đồ của các nhánh xoắn ốc trên toàn bộ thiên hà.

Nhưng những điều này vẫn rất gần đúng vì (1) mỗi đám mây có chuyển động riêng gây ra lỗi khoảng cách khi so sánh các quan sát với mô hình và (2) có hai khoảng cách có thể tương ứng với vận tốc hướng tâm cho các phần của thiên hà gần hơn với trung tâm mà chúng tôi đang có.

Vì vậy, chúng tôi biết về cánh tay xoắn ốc lớn và gần như chúng ở đâu, nhưng hình ảnh chi tiết vẫn chủ yếu là trí tưởng tượng.

Gần đây, các quan sát chi tiết trong tia hồng ngoại đã cho phép chúng ta nhìn sâu vào các khu vực hình thành sao gần đây trên khắp thiên hà. Các khu vực hình thành sao gần đây xác định các nhánh xoắn ốc tốt hơn nhiều so với các quan sát về khí liên sao, nhưng rất nhiều công việc liên quan đến so sánh cả quan sát hồng ngoại, vô tuyến và vi sóng là cần thiết để đưa ra một bức tranh tổng quát tốt. Xem Bản đồ của Dải Ngân hà để có cái nhìn tốt về sự hiểu biết hiện tại của chúng ta về thiên hà của Dải Ngân hà có thể trông như thế nào khi nhìn từ bên ngoài.

Những bức ảnh của chúng ta về thiên hà Milky Way chủ yếu dựa trên bản đồ các nhánh xoắn ốc của thiên hà chúng ta thu được từ thiên văn vô tuyến, từ dòng hydro trung tính dài 21 cm. Điều này lần đầu tiên được thực hiện hơn 50 năm trước và đã được cải tiến theo thời gian. Ngoài ra, các bức ảnh được nâng cao thông qua kiến ​​thức của chúng ta về nhiều thiên hà xoắn ốc khác mà chúng ta quan sát xung quanh chúng ta.

http://en.wikipedia.org/wiki/Galax#Modern_research

Họ là một số mở rộng 'giải thích nghệ sĩ', nhưng cũng để một số đại diện thực sự mở rộng. Chúng ta có thể quan sát thiên hà từ bên trong và dựa trên dữ liệu chúng ta có thể quan sát, chúng ta có thể xây dựng một đại diện cho cùng một dữ liệu nhìn từ bên ngoài - giống như cách bạn có thể ngồi trong xe và quan sát kẹt xe phía trước về bạn, và bạn có thể với sự quan sát đó tạo nên một bức tranh rất tốt trong tâm trí bạn về những gì nó sẽ trông như thế nào từ một chiếc trực thăng.

Chúng chỉ là trí tưởng tượng dựa trên các ước tính được lấy từ mật độ sao (để xác định chúng ta đang ở trong một thiên hà xoắn ốc có rào chắn) và quan sát xem các thiên hà tương tự khác trông như thế nào. Không có cách nào chúng ta có thể có được một đầu dò đủ xa để chụp ảnh toàn bộ thiên hà.

Chỉ để chỉ ra một điều hiển nhiên mà các câu trả lời khác chưa được đề cập: bạn có thể chụp ảnh Dải Ngân hà từ bên trong nó. Trên thực tế, việc chụp ảnh các thiên hà khác dễ dàng hơn nhiều - để bắt đầu, tất cả những gì bạn cần là một chiếc máy ảnh tươm tất, giá treo theo dõi xích đạo (tùy chọn về mặt kỹ thuật, nhưng rất khuyến khích) và một đêm tối.

Đây là một trong những đặc biệt tốt đẹp, lịch sự của ESO:

^{(Ảnh của ESO / S. Brunier, qua Wikimedia Commons; được sử dụng theo giấy phép CC-By 3.0)}

Chúng trông không giống với hình ảnh của các thiên hà khác mà chúng ta nhìn thấy từ bên ngoài, mặc dù, với một chút trí tưởng tượng, bạn có thể phát hiện ra một sự tương đồng nhất định.