喬治·沃爾斯基++詹秀偉
我們生活在銀河系,所以很難勾勒出它的樣子。在過去幾年間,我們逐漸了解了銀河系的外形、地球在其中的位置和銀河系在宇宙中的位置,也知道銀河系是一個旋渦星系,有果仁形的銀核。地球位于一個巨大而明顯的螺旋形分支上,這一分支被稱作本地臂。我們也知道,巨人星云中的麥哲倫星流圍繞著銀河系旋轉(zhuǎn)。
不過,別被各種媒體上發(fā)表的聲稱是銀河系的旋渦狀圖片騙了,那些都是藝術(shù)想象圖。我們生活在銀河系,目前還拍不到銀河系全景圖。右下角這幅圖中的銀河系就像是日落時的白云投射在海面上的倒影。這一特殊的畫面是科學(xué)家根據(jù)普朗克宇宙輻射探測器的偏光探測器獲得的數(shù)據(jù),參照銀河系磁場的綜合圖繪制的。這種偏光探測器就像偏光太陽鏡,通過分析射入的偏光,可以確定銀河系的磁場結(jié)構(gòu),并確定航天器上投射的磁力線的方位。
偏光是指單個光束彼此間互相平行的光,是光經(jīng)過玻璃、水等透明物質(zhì)折射形成的,偏光的程度取決于折射光的物質(zhì)和光射入角度。
從宇宙學(xué)角度來說,射入的光可以傳遞大量有關(guān)光路的信息。在太空中,恒星、星際氣體和星際塵埃發(fā)出的光可以通過許多方式偏振,科學(xué)家通過測量太空中偏光量的多少來研究造成偏光的物理過程。
通過運用線積分卷積成像技術(shù),普朗克探測器可以掃視宇宙中最遙遠的光及光譜的微波部分,能偵測到來自最遠宇宙的信號。但這一圖像顯示的不是恒星,而是無數(shù)充滿銀河系的細小塵埃粒子的磁場定位。
在銀河系中, 星際塵埃數(shù)量巨大,探測它的微波能量很容易。圖中,橫穿圖像的黑色水平線與銀河系圓盤狀的星系平面相對應(yīng)。顏色更深的區(qū)域與更強的偏光折射相對應(yīng)。條紋表明天空表面發(fā)射的磁場方向。頂層和底層的空間星際塵埃較少,微波信號較弱。此圖還表現(xiàn)了星云附近的星際氣體和塵埃偏光方向的差別——在磁場被擾亂的平面上方和下方呈現(xiàn)出螺旋狀。星際塵埃是星系中的一個微小成分,圓頂體育場大小的宇宙空間中僅有一個較小的塵埃顆粒。但這樣的星際塵??梢栽谛纬尚行堑倪^程中聚集成很大質(zhì)量的物質(zhì),是原行星的起點。
“星際塵埃常常被我們忽視,但它包含著形成類地行星和生命的物質(zhì),”英屬哥倫比亞大學(xué)天體物理學(xué)家道格拉斯·斯科特寫道,“所以普朗克通過探索星際塵埃幫我們了解銀河系復(fù)雜的歷史及其中的生命?!?