如果你是一名業餘天文愛好者該如何搜尋遙遠的星系?
據天文學家估計,僅在我們可觀測的宇宙中,就有超過2萬億個星系!對天文愛好者來說,最充滿樂趣的事情之一便是搜尋並觀察那些遙遠而美麗的星系,它們發出的光歷經數百萬年甚至數十億年,才最終被地球上的望遠鏡捕捉到。在激動人心的搜尋過程中,我們不僅滿足了對科學的好奇心,也會感受到對宇宙純粹的敬畏。
在如今的天文學中,天文學家的大部分工作是處理並分析大量的觀測數據,因此經常需要編寫並運行處理天空圖像的程序。這種研究方式的缺點之一是,我們並不總能體驗到那種“親自動手”,去探索和觀察每一寸宇宙的樂趣。不過,借助強大的在線工具,我們也能觀察到那些迄今為止只有少數人見過的星系。
星系觸手可及
就在幾十年前,天文學家們往往需要經歷漫長、寒冷和孤獨的徹夜觀測,然後還得繼續枯燥地完成檢查照相底片的工作。到了21世紀,隨著技術的發展,我們已經可以通過互聯網隨時隨地獲取信息。
現在,自動望遠鏡和巡天觀測為天文學家提供了海量的數據,以至於需要機器來協助完成進一步的分析。在某些情況下,人類的眼睛只會看那些計算機認為有趣的東西,而大量的數據免費儲存在互聯網上,等待人們去發掘和欣賞。
上網找個宇宙地圖集
AladinLite(https://aladin.cds.unistra.fr/AladinLite/)是最強大的在線工具之一,可以通過許多不同的望遠鏡來觀察我們的宇宙。在這裡,我們可以掃描整個天空,尋找隱藏的星系,甚至破譯有關其恆星群演變的信息。
接下來,讓我們開始尋找最壯觀的星系之一,車輪星系。在AladinLite的界面上,你可以搜索某個天體的俗名,如“cartwheel galaxy”(車輪星系),或是已知的坐標。接著,該天體的位置就將位於界面中心。
我們看到的第一張車輪星系的圖像是來自“數字化巡天”(DSS2)的光學成像。我們所看到的圖像顏色代表了該望遠鏡裡不同的濾光片。不過,這些都是我們肉眼能看到的典型星系圖像。
對於天文學家而言,一個普遍的經驗法則是,星系內部的“顏色”差異是由於物理環境的不同造成的。值得注意的是,看起來呈藍色的物體(波長較短)通常比看起來呈紅色的物體(波長較長)溫度更高。
在這個車輪星系中,外環看起來比中間的紅色部分更藍。這可能暗示了恆星形成和恆星活動發生在外環,而更少發生在星系中心。
為了證實對恆星形成的猜測,我們可以選擇不同波長的觀測數據。當年輕的恆星形成時,會發出大量的紫外線輻射。將巡天調查項目改為GALEXGR6/AIS,只觀察紫外線波長,就會發現結果非常不同:該星系的整個中心部分似乎從圖像中“消失”了。這表明該區域可能是較古老恆星的家園,恆星形成不太活躍。
我們在AladinLite上可以找到20個巡天調查項目的結果,能提供光學、紫外線、紅外線、X射線和伽馬射線的天空成像。在宇宙中搜尋有趣的星係時,可以先從光學巡天調查開始,找到感興趣的星系,再使用其他巡天調查來觀察圖像在特定波長下的變化。
搜尋其他有趣的星系
現在,你已經學會了快速地搜尋星系,來開始遊戲吧!你可以花上幾個小時來探索這些令人難以置信的圖像,找到外觀有趣的星系。如果需要進一步放大,建議你查看DECalS/DR3的圖像,以獲得最高的分辨率和細節。
最好的方法是拖動天空地圖集,如果發現一些有趣的東西,你可以通過選擇目標圖標並單擊對象來了解其信息。
接下來,讓我們來了解一些頗具特點的星系。
螺旋星系:通常具有一個圍繞中心旋轉的螺旋狀圓盤結構,圓盤上有從密度較大的中心區域向外彎曲的大型螺旋臂。這類星系非常漂亮,我們所處的銀河係就是一個螺旋星系。
橢圓星系:大多沒有特徵,比螺旋星系更“平坦”,恆星有時幾乎組成一個三維的橢圓形結構。與螺旋星系相比,這類星系的恆星往往更古老,恆星形成區域也更不活躍。
透鏡星系:看起來就像一張宇宙薄餅,有一個明亮的中心核球被擴展的盤狀結構包圍,在夜空中相當平坦,毫無特徵。這類星係可以被認為是螺旋星系和橢圓星系的“中間”型態。透鏡星系中大多數恆星的形成已經停止,但仍然有大量的塵埃。(任天)