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   经过两年的数据采集和数字运算，天文学家终于发布了一张银河系的照片。这张照片充满了美好的恒星，展示了红棕色的尘埃云沿着银河系的中心线聚集，散发着超过30亿个针尖状的光芒。

银河系的深度数据运算照片，由NoirLab提供

这是一张来自太空的“自拍”，该项目基于哈佛-史密森天体物理中心，被称为“暗能量相机”，旨在标记显示位于我们银河系的天体。今年1月，研究小组在《天体物理学杂志增刊系列》(the Astrophysical Journal Supplement Series)上进行了第二次数据发布，成为迄今为止由单一仪器收集数据最大的恒星索引信息，也是将暗能量相机转向银河系中心的少数几个案例之一。

虽然恒星绚烂多彩，但研究小组这次的重点是捕捉漂浮在恒星之间难以捉摸的物质——尘埃。因为尘埃遮蔽了光线，而暗物质可以帮助天文学家从数据中过滤其影响，从而更准确地测量恒星的化学成分和位置。在接下来的十年里，研究小组的科学家们将利用这些来充实星系尘埃地图，追踪古老的恒星系统，并研究银河系的形成和结构。

为此，研究小组重新启用了暗能量相机（DECam），这个位于智利塞罗托洛洛美洲天文台的光学仪器，最初是为了研究远离银河系的微弱天体而建造的。太空望远镜科学研究所的天文学家埃迪·施拉夫利(Eddie Schlafly)说:“暗能量相机是为宇宙研究而设计制造的仪器，把它对准银河系的中心，那里有无数的恒星、尘埃、气体和星云。这么做的目的是尽可能多地分解单个光源?！?br />

对银河系的观测很难，因为难以成像?！耙酉凳且桓雎菪窍?。所以它的大多数恒星都呈扁平状?！惫鸫笱锢硌а芯可驳侣场と抢?Andrew Saydjari)是这项研究的带头人，在他看来，对于地球上的观测者来说，我们正坐在圆盘的中间。在这个圆盘上很容易看到我们所处平面的上方或下方，那里的恒星周围尘埃很薄。由于视野太拥挤，要向星系中心或向后看星系的外缘是很困难的?！昂芏嗪阈强雌鹄炊枷袷窃诒舜酥??！比抢锶缡撬?。

此外，一些气体的温度高到可以发射出与星光颜色相似的光子。尘埃可以使天体看起来比实际更暗更红。这两种情况都会影响天文学家对恒星亮度和位置的测量。

暗能量相机第一次观测数据于2017年发布，观测区域位于银河系平面上下5度，大约包含20亿个天体的资料信息。塞亚里说：”第二次发布是对所有信息的重新处理，加上新的观测数据及结果，使整个数据集增加了一倍多?！傲酱喂鄄馐笛榈幕旧柚檬窍嗤模阂酉蹈鞑糠侄荚谕皇奔湟韵嗤难丈?、相同的次数被拍摄成像。但研究人员扩大了观测范围，包含银河系平面上下10度。

塞亚里还开发了先进的软件工具来更好地解释这些数据。他编写的代码将恒星光子从高温气体发射的光子中分离出来，提高了亮度测量的准确性。他还更新了在第一次数据发布中使用的方法来解析单个光源: 不是一次识别每一颗恒星，而是增强了算法，在一张图像中同时模拟所有物体。这相当于制作了五个不同光度波段中恒星位置和亮度的丰富信息。

施拉夫利说：”研究团队的长期目标是绘制详细的、散落在银河系中尘埃的三维地图。这将帮助天文学家修正他们对恒星的研究。“天文学中几乎所有的测量都是关于一个物体的亮度，”他说，“所以我们关心任何影响光的东西?！?br />

例如，尘埃是太阳在黄昏时看起来如此泛红的原因。如果想知道太阳的真实颜色，必须根据所测量的时间进行调整。同样，星系尘埃图将帮助天文学家对宇宙测量进行修正。恒星的颜色和亮度与恒星的距离、化学组成和温度有着内在的联系。这对于描述单个物体很重要，也有助于理解银河系中不同类型的恒星分布。

“尘埃在银河系中非常重要，尽管它只占不到银河系总质量的1%。” 塞亚里说，”恒星消亡时会产生尘埃，在某种程度上，恒星也是从尘埃中诞生的。尘埃是行星形成的重要组成部分。“施拉夫利说：”地球是几十亿年前一大堆尘埃合并成的。更重要的是，我们星系中的所有化学反应，包括最终诞生生命的过程，都始于氢分子，这需要尘埃颗粒来帮助它们融合在一起。了解星系尘埃云的大小和密度对于测量特定空间区域的化学活动是很重要的。“

伊利诺伊大学香槟分校(University of Illinois Urbana-Champaign)的宇宙学家Gautham没有参与这项工作，但他认为这些尘埃地图对于正在崛起的南方天空扫描仪(如Vera C. Rubin Observatory)来说至关重要，该天文台的目标是拍摄银河系10年的动态照片，以揭示暗物质是如何影响星系演化的。如果知道观测区域上有多少尘埃是任何方向距离的函数，这将是非常有价值的。暗能量相机的平面巡天观测也将有助于交叉检查早期鲁宾（Rubin）的测量结果，作为确保望远镜正常工作的基线。

其他科学家也对这次研究将揭示的银河系时间线感到兴奋。麻省理工学院的天文学家罗汉·奈度(Rohan Naidu)说：“我研究银河系的迁移历史。像我们这样的星系是由较小的恒星系统在某一时刻合并在一起而形成的。有了这样的数据集，银河系考古学家可以开始区分各种物质来自哪里。比如‘这是一个共同到来的恒星家族’?！?br />

奈度认为这项调查还可以通过发掘银河系所吸收的古老恒星系统，来帮助他描述遥远星系的特征。他说:“一些最早的星系就埋藏在我们的银河系里，在这些云层密布的区域里很难成像，而这些研究观测的数据集现在已经产生了最深、最清晰的图像了?！?br />

像詹姆斯·韦伯太空望远镜这样的仪器已经探测到可能有136亿年历史的星系，但要逐个探测这些遥远的恒星系统或化学组成，还需要很长一段时间的技术累积。纳拉扬说：“这些数据可以与欧洲卫星盖亚（gaia）的数据结合起来，盖亚是一颗测量恒星运动和距离的卫星。天文学家正朝着绘制完整的银河系三维地图的方向前进?！?br />

与此同时，施拉夫利鼓励太空爱好者们看看他们研究团队的交互式数据查看器，这就像星系的谷歌地图一样。施拉夫利说:“这些图像很吸引人你可以在这里浏览银河系，发现各种很酷、很有趣的事情?！?/span>

来源 |《连线Wired》杂志官网

编译 | ?槟榔郭