有史以来最大的红外银河系地图中,15亿个宇宙天体令人目眩

“我们永远改变了对我们银河系的看法。”
This collage highlights a small selection of regions of the Milky Way imaged as part of the most detailed infrared map ever of our galaxy. Here we see, from left to right and top to bottom: NGC 3576, NGC 6357, Messier 17, NGC 6188, Messier 22 and NGC 3603. All of them are clouds of gas and dust where stars are forming, except Messier 22, which is a very dense group of old stars.
这张拼贴画重点展示了银河系的部分区域,这些区域被纳入了有史以来最详细的银河系红外地图。从左到右,从上到下,我们看到:NGC 3576、NGC 6357、梅西耶 17、NGC 6188、梅西耶 22 和 NGC 3603。除了梅西耶 22(一个非常密集的古老星团)之外,所有这些都是恒星正在形成的尘埃和气体云。图片来源:ESO/VVVX 巡天项目

欧洲南方天文台 (ESO) 的天文学家公布了有史以来最详细的银河系红外地图。该项目历时 13 年多,使用 ESO 位于智利帕拉纳天文台的甚大天体巡天望远镜 (VISTA) 进行观测,收集了高达 500 TB 的数据,其中包含超过 15 亿个宇宙天体。总而言之,此次测绘是首次使用 ESO 望远镜进行的此类大规模巡天。

This is an infrared view of the Messier 22 globular cluster, a densely packed group of very old stars located about 10 000 light-years away in the constellation Sagittarius. The image was taken with ESO’s VISTA ― the Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy ― and its infrared camera VIRCAM. It is part of a record-breaking infrared map of the Milky Way containing more than 1.5 billion objects. The data were gathered as part of the VISTA Variables in the Vía Láctea (VVV) survey and its companion project, the VVV eXtended survey (VVVX).
这是梅西耶 22 球状星团的红外视图,这是一个由非常古老的恒星组成的密集群体,位于人马座,距离我们约 10,000 光年。该图像由 ESO 的 VISTA — 甚大天体巡天望远镜 — 及其红外相机 VIRCAM 拍摄。它是打破纪录的银河系红外地图的一部分,该地图包含超过 15 亿个天体。数据收集自 VISTA Variables in the Vía Láctea (VVV) 巡天项目及其配套项目 VVV eXtended survey (VVVX)。图片来源:ESO/VVVX 巡天项目

根据 9 月 26 日的公告,该巡天项目始于 2010 年,一直持续到 2023 年上半年,总共收集了 420 晚的图像。这些结果已在 9 月份的《天文学与天体物理学》杂志上详细介绍。通过多次观测特定区域的夜空,天文学家能够确定天体的位置、运动和亮度变化。例如,恒星亮度的变化可以让专家利用它们作为“宇宙标尺”来测量星系实体之间的距离,进而生成银河系内部的精确 3D 视图。VISTA 的红外相机 VIRCAM 也使该团队能够过滤宇宙尘埃,并追踪“超高速恒星”,这些恒星的极端速度源于它们与星系中心超大质量黑洞人马座 A* 擦肩而过。

This Picture of the Week shows a new view of NGC 3603 (left) and NGC 3576 (right), two stunning nebulas imaged with ESO’s Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy (VISTA). This infrared image peers through the dust in these nebulas, revealing details hidden in optical images.  NGC 3603 and NGC 3576 are 22,000 and 9,000 lightyears away from us, respectively. Inside these extended clouds of dust and gas, new stars are born, gradually changing the shapes of the nebulas via intense radiation and powerful winds of charged particles. Given their proximity, astronomers have the opportunity to study the intense star formation process that is as common in other galaxies but harder to observe due to the vast distances. The two nebulas were catalogued by John Frederick William Herschel in 1834 during a trip to South Africa, where he wanted to compile stars, nebulas and other objects in the sky of the southern hemisphere. This catalogue was then expanded by John Louis Emil Dreyer in 1888 into the New General Catalogue, hence the NGC identifier in these and other astronomical objects.
本周图片展示了 NGC 3603(左)和 NGC 3576(右)的新视图,这两个令人惊叹的星云由 ESO 的甚大天体巡天望远镜 (VISTA) 拍摄。这张红外图像穿透了这些星云中的尘埃,揭示了在光学图像中隐藏的细节。NGC 3603 和 NGC 3576 分别距离我们 22,000 光年和 9,000 光年。在这些广阔的尘埃和气体云中,新恒星正在诞生,并通过强烈的辐射和带电粒子组成的强大风,逐渐改变星云的形状。鉴于它们的近距离,天文学家有机会研究剧烈的恒星形成过程,这种过程在其他星系中很普遍,但由于距离遥远而难以观测。这两个星云由约翰·弗雷德里克·威廉·赫歇尔于 1834 年在一次前往南非的旅行中编入目录,当时他希望收集南半球的天体、星云和其他天体。约翰·路易斯·埃米尔·德雷尔于 1888 年将其扩展为新通用目录,因此这些和其他天文物体都有 NGC 标识符。图片来源:ESO/VVVX 巡天项目
This image shows a detailed infrared view of Messier 17, also known as the Omega Nebula or Swan Nebula, a stellar nursery located about 5500 light-years away in the constellation Sagittarius. This image is part of a record-breaking infrared map of the Milky Way containing more than 1.5 billion objects. ESO’s VISTA ― the Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy ― captured the images with its infrared camera VIRCAM. The data were gathered as part of the VISTA Variables in the Vía Láctea (VVV) survey and its companion project, the VVV eXtended survey (VVVX).
这张图片展示了梅西耶 17(也称为欧米茄星云或天鹅星云)的详细红外视图,这是一个恒星的摇篮,位于人马座,距离我们约 5500 光年。这张图片是打破纪录的银河系红外地图的一部分,该地图包含超过 15 亿个天体。ESO 的 VISTA — 甚大天体巡天望远镜 — 使用其红外相机 VIRCAM 捕捉了这些图像。数据收集自 VISTA Variables in the Vía Láctea (VVV) 巡天项目及其配套项目 VVV eXtended survey。图片来源:ESO/VVVX 巡天项目

VISTA Variables in the Vía Láctea (VVV) 巡天项目负责人、智利安德烈斯·贝洛大学的天体物理学家但丁·米尼蒂在一份声明中表示:“我们取得了许多发现,永远改变了我们对银河系的看法。” Vía Láctea 是银河系的拉丁语名称。

测绘的夜空总面积相当于 8,600 个满月,其中包含的天体数量估计比该团队 2012 年发布的上一张地图多 10 倍。在这些数亿个微小的光点中,潜藏着新生的恒星、仅以红外波长发光的极冷棕矮星、自由漂浮的行星以及球状星团——这些是包含银河系数百万颗最古老恒星的集合体。

得益于该巡天项目及其合作伙伴项目 VVV eXtended (VVVX) 巡天项目,已发表了 300 多篇包含大量发现和新信息的科学文章。未来,VISTA 将配备一种新仪器,即 4 米多目标光谱仪望远镜(4MOST),该仪器将能够进行更大规模的光谱巡天,一次即可成像相当于 20 个满月大小的天空区域中的 2,400 个天体的光谱。

[相关:发现有史以来最大的银河系恒星级黑洞]。

与此同时,ESO 的甚大望远镜 (VLT) 将通过多目标光学和近红外光谱仪(MOONS)进行升级,该仪器将专门用于研究宇宙历史中的星系形成和演化。

 

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Andrew Paul

特约撰稿人

Andrew Paul 是 Popular Science 的特约撰稿人。


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