Звезды, газ, туманности и пыль в нашей галактической плоскости не позволяют видеть сквозь нее. Но есть и другие формы света.
«Видение - это искусство видеть то, что невидимо для других». - Джонатан Свифт
Когда мы смотрим на Вселенную, в нашем поле зрения постоянно преобладают звезды в нашей собственной галактике. Хотя мы знаем, что за шаровыми скоплениями, отдельными галактиками, богатыми скоплениями и сверхскоплениями галактик скрывается много интересного, нахождение в Млечном Пути делает очень трудным увидеть очень многие из них. Это потому, что наша собственная галактика, с нашей точки обзора внутри нее, доминирует над огромной частью неба над головой.
Плоскость самого Млечного Пути закрывает в общей сложности около 20% нашего ночного неба. То, что кажется белой полосой, на самом деле является светом от миллиардов и миллиардов звезд, свет которых с нашей точки зрения кажется смешанным, в то время как темные туманности на самом деле представляют собой нейтральные облака газа и пыли, которые появляются на переднем плане, блокируя свет, исходящий сзади.
По крайней мере, на длинах волн света, видимых нашим глазам, это невероятно серьезный эффект.
Долгое время плоскость нашей галактики не позволяла нам видеть многое из того, что лежало за ней. Названные Зоной Избегания, поиски далеких галактик и туманностей дали очень мало результатов на этих 20% неба, в то время как наши открытия в других местах просто росли и росли. В то время как мы открывали множество объектов за пределами галактики во всех других направлениях, обзор части ночного неба, которая была заблокирована нашей собственной галактикой, был запредельным. Блокирующая свет сила промежуточной материи - известная как вымирание - была просто слишком велика, чтобы ее можно было преодолеть.
И это все еще было бы правдой вплоть до сегодняшнего дня, если бы мы ограничивали себя светом, который могут видеть наши собственные глаза. К счастью, теперь мы знаем лучше.
Изображение на вставке было самым первым изображением всего неба, сделанным в инфракрасном диапазоне благодаря прибору DIRBE спутника COBE. (И да, «IR» в DIRBE означает «инфракрасный».) Окончательные результаты COBE привели к основному изображению, на котором видно гораздо больше звезд. Вы заметите, что эффекты блокирования света чрезвычайно уменьшены, что является функцией того факта, что «пыль», которая блокирует видимый свет, на самом деле является частицами определенного размера, а этот размер гораздо менее эффективен для блокирования более длинных световых лучей. длина волны инфракрасного света!
Еще более четкое изображение - на большем количестве длин волн - было обеспечено двухмикронным обзором всего неба (2MASS), как вы можете видеть ниже.
Как видите, блокирующий свет газ и пыль практически исчезли, и это не случайно. Хотя обычно мы об этом не задумываемся, длины волн всех типов света, которые взаимодействуют с чем-либо, сильно зависят от размера самого объекта. Вот почему на дверце вашей микроволновой печи есть большие отверстия: они пропускают видимый свет, но блокируют микроволны, которые готовят и разогревают пищу. (Не соскребайте дыры, даже в интересах науки!)
И, как мы отмечали ранее, пылинки в нашей галактике легко поглощают видимый свет, в то время как инфракрасный беспрепятственно проходит сквозь него. Это специфично для типов молекул и того, как они связаны друг с другом в межзвездной среде.
Если мы вместо этого посмотрим на нашу атмосферу, то верно обратное: видимый свет очень легко проходит через присутствующие молекулы и частицы, в то время как инфракрасный свет легче поглощается. Вот почему, чтобы по-настоящему разобраться в том, что находится за пределами плоскости нашей галактики, мы не можем сделать это с поверхности Земли; свойства атмосферы, блокирующие инфракрасное излучение, просто слишком хороши.
Чтобы заглянуть за пределы нашего галактического плана и увидеть Вселенную за его пределами, нам просто нужно отправиться в космос. К счастью для вас, у нас есть, и результаты умопомрачительны.
Теплый газ на самом деле оставляет инфракрасную сигнатуру, как показано зеленым цветом на этой мозаике всего неба в инфракрасном диапазоне от WISE. Что действительно интересно, так это то, что даже с теплым газом мы все еще можем узнать, что скрывается за большой частью галактической плоскости, из такого обзора. На самом деле, если вы увеличите (у них есть масштабируемая версия) область, помеченную IC 342, вы обнаружите ряд действительно интересных особенностей.
Начнем с того, что IC 342 сама по себе является одним из самых интересных объектов в ночном небе. Неудивительно, что Андромеда является самой большой галактикой за пределами нашей, если смотреть с нашей точки зрения, за ней следует Галактика Треугольника, M33, которая также находится в нашей локальной группе. Но что может вас удивить, так это то, что третья по величине галактика, видимая с нашего места, на самом деле является редко наблюдаемой галактикой IC 342 (слева от центра изображения), которая даже не была впервые обнаружена до 1895 года!
К счастью, WISE также сфотографировал его с гораздо более высоким разрешением, чем показывает эта широкоугольная мозаика, обнаруживая знакомую спиральную структуру.
Когда он был открыт в 1895 году, еще не было такой вещи, как инфракрасный телескоп, и, конечно же, не было инфракрасного телескопа в космосе, поскольку мы даже не разработали самолет в то время. точка!
Как оказалось, эту галактику можно увидеть в видимом свете, просто она очень тусклая и частично закрыта пылью и излучением переднего плана. Даже космический телескоп Хаббла, при всей его мощности, может получить только изображение, которое меркнет по сравнению с инфракрасными снимками, которые может сделать такая обсерватория, как WISE.
Пыль не только затеняет видимый свет, но и делает его чрезвычайно тусклым. Если бы Млечного Пути не было, эта галактика была бы не только яркой и заметной, но и, вполне вероятно, была бы видна невооруженным глазом, даже несмотря на то, что она находится далеко за пределами местной группы на расстоянии примерно 10 миллионов световых лет.. (Примерно в пять раз дальше, чем Андромеда.)
Что, возможно, еще более интересно, так это то, что в Зоне Избегания есть множество галактик, которые мы просто пропускали на протяжении веков именно из-за этой проблемы, включая многие из ближайших к нам галактик!
Рядом с IC 342, в той же области неба, вы можете увидеть две выдающиеся галактики, сияющие сквозь теплую пыль нашего Млечного Пути. Если мы увеличим масштаб, то сможем увидеть искаженную спиральную галактику и гигантскую эллиптическую галактику в гораздо более подробном виде.
Эти галактики названы Maffei 1 (эллиптическая) и Maffei 2 (спиральная) в честь их первооткрывателя, итальянского астронома и пионера инфракрасного излучения Паоло Маффеи. Это две из самых ярких по своей сути галактик, расположенных рядом, и на самом деле Маффей 1 - единственная ближайшая к нам гигантская эллиптическая галактика во всей Вселенной.
И тем не менее, их даже не видели в первый раз до 1967 года из-за огромной маскирующей способности пыли Млечного Пути!
Более 99,5% света от этих галактик скрыто Млечным Путем; если бы не наша неудачная галактическая ориентация, Maffei 1 (вверху слева) определенно был бы виден невооруженным глазом, несмотря на то, что он находится на расстоянии от 10 до 13 миллионов световых лет! Хотя Maffei 2 не был бы таковым, он по-прежнему великолепен и достоин изучения сам по себе, и настолько отличается в видимом диапазоне от инфракрасного!
Так что, если вы спрашивали себя, как на самом деле выглядит Вселенная, и увидели довольно популярное изображение (ниже), не обманывайте себя.
То, что мы называем «зоной избегания», не является, как мы обычно представляем, близлежащей областью с очень небольшим количеством галактик. Хотя мы видели очень мало галактик, на самом деле это, скорее всего, область с таким же количеством галактик, как и остальная часть Вселенной, которую трудно увидеть с нашей точки зрения!
Подробные наблюдения, сделанные за Maffei 1, учат нас чему-то невероятно ценному. Видите ли, ходит миф о том, что если бы вас - человека - поместили в случайное место во Вселенной, независимо от планет, звезд или галактик, вы, скорее всего, ничего не смогли бы увидеть. Ни одна звезда или галактика не были бы достаточно яркими, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом.
Это просто неправда. Хотя это правда, что есть некоторые места - например, посреди великих космических пустот - для которых вы ничего не сможете увидеть, таких галактик, как Андромеда, Галактика Боде и Маффеи 1, достаточно много и они достаточно разбросаны, чтобы, по крайней мере, одна такая галактика (а в среднем больше) была видна вам из любого случайного места.
И это означает, что при взгляде из-за пределов галактики, в случайном месте Вселенной, у вас все равно будет очень хороший шанс оказаться в пределах видимости ярких монстров Вселенной.
Без галактической пыли (или атмосферного вымирания, если на то пошло), чтобы скрыть ваши взгляды на Вселенную за ее пределами, вы могли бы увидеть хоть что-то практически из любого места, даже своими жалкими невооруженными глазами.
Но даже из нашего местоположения можно извлечь отличный урок: если вы хотите увидеть, что находится за пределами нашей галактики - или любой пыльной галактики - просто посмотрите в инфракрасное излучение и наблюдайте, как открывается Вселенная тебе!