Wie können sie die Milchstraße fotografieren?

Ich habe seit langer Zeit eine unbedeutende Frage. Ich kann nicht verstehen, wie man ein Bild außerhalb eines Dings machen kann, wenn man ein sehr kleiner Punkt darin ist.

Wirklich, wie haben sie diese Bilder von der Milchstraße gemacht? Sind sie überhaupt echte Bilder oder nur einige Berechnungen und Vorstellungen?

Traditionell war es größtenteils Einbildung, weil die Absorption durch interstellare Staubwolken uns daran hindert, im sichtbaren Licht eine Zone in der Milchstraße zu überblicken, die nur etwa 20% der Entfernung zum Zentrum der Galaxie beträgt. Das sind nur ca. 4% der gesamten Scheibe der Milchstraße sichtbar. Natürlich können wir unendlich weit sehen, wenn wir aus dem Flugzeug schauen, aber dann verlaufen unsere Sichtlinien aus der Milchstraßenscheibe.

Mitte des 20. Jahrhunderts ermöglichte es die Radioastronomie, interstellare Materie in der gesamten Galaxie in Form der 21-cm-Spektrallinie (1,4 GHz) von neutralem atomarem Wasserstoff (HI) zu beobachten. Wir konnten dann Beweise für riesige Spiralarme sehen, aber Entfernungsbestimmungen zum interstellaren Gas sind sehr ungefähr, so dass wir uns nur einen allgemeinen Eindruck verschaffen konnten, wie es aussehen könnte, wenn es von einem externen Beobachter betrachtet wird. Später lieferten detaillierte Beobachtungen der 2,6-mm-Spektrallinie (115 GHz) von interstellarem Kohlenmonoxid ( CO ), die sich hauptsächlich in molekularen Wasserstoffwolken befindet, genauere Einblicke, da molekulare Wolken die Spiralarme unserer Galaxie viel genauer definieren als Mache die diffuseren Wolken von neutralem Wasserstoff.

Da die Emission von HI und CO in Form von Spektrallinien vorliegt, können wir die Radialgeschwindigkeit (Geschwindigkeit zu oder von uns weg) jeder emittierenden Wolke anhand des Doppler-Effekts bestimmen. Mit einem Modell der galaktischen Rotation können wir dann eine Karte der Spiralarme über die gesamte Galaxie erstellen.

Diese waren jedoch immer noch sehr ungefähr, da (1) jede Wolke ihre eigenen Bewegungen hat, die beim Vergleich der Beobachtungen mit dem Modell einen Abstandsfehler verursachen, und (2) es zwei mögliche Abstände gibt, die einer gegebenen Radialgeschwindigkeit für Teile der Galaxie näher an der entsprechen Zentrum, das wir sind.

Wir wussten also von großen Spiralarmen und ungefähr, wo sie sich befanden, aber das detaillierte Bild war immer noch größtenteils Vorstellungskraft.

In jüngerer Zeit konnten wir durch detaillierte Beobachtungen im Infrarot tief in Regionen der jüngsten Sternentstehung in der gesamten Galaxie blicken. Diese Regionen der jüngsten Sternentstehung definieren die Spiralarme viel besser als die Beobachtungen von interstellarem Gas, aber es ist viel Arbeit erforderlich, Infrarot-, Radio- und Mikrowellenbeobachtungen zu vergleichen, um ein gutes Gesamtbild zu erhalten. Sehen Sie sich eine Karte der Milchstraße an, um einen guten Überblick darüber zu erhalten, wie die Milchstraße von außen betrachtet aussehen könnte.

Unsere Bilder der Milchstraßengalaxie basieren hauptsächlich auf Karten der Spiralarme unserer Galaxie, die aus der Radioastronomie aus der 21-cm-Linie von neutralem Wasserstoff gewonnen wurden. Dies wurde vor über 50 Jahren zum ersten Mal gemacht und im Laufe der Zeit verfeinert. Zusätzlich werden die Bilder durch unser Wissen über die vielen anderen Spiralgalaxien, die wir um uns herum beobachten, verbessert.

http://en.wikipedia.org/wiki/Galaxy#Modern_research

Es handelt sich zum Teil um "Künstlerinterpretationen", zum Teil aber auch um echte Repräsentationen. Wir können die Galaxie von innen beobachten, und basierend auf den Daten, die wir beobachten können, können wir eine Darstellung der gleichen Daten wie von außen erstellen - genauso wie Sie in Ihrem Auto sitzen und den Stau davor beobachten können von Ihnen, und Sie können sich mit dieser Beobachtung ein sehr gutes Bild davon machen, wie es von einem Hubschrauber aus aussehen würde.

Es sind nur Vorstellungen, die auf Schätzungen der Sternendichte (um zu bestimmen, dass wir uns in einer Spiralgalaxie mit Gitter befinden) und Beobachtungen darüber beruhen, wie andere ähnliche Galaxien aussehen. Es gibt keine Möglichkeit, eine Sonde weit genug herauszubekommen, um ein Bild der gesamten Galaxie zu machen.

Nur um auf etwas Offensichtliches hinzuweisen, das in den anderen Antworten nicht erwähnt wurde: Sie können die Milchstraße von innen fotografieren. Tatsächlich ist es viel einfacher als das Aufnehmen von Bildern anderer Galaxien - für den Einstieg benötigen Sie lediglich eine anständige Kamera, eine äquatoriale Nachführhalterung (technisch optional, aber sehr empfehlenswert) und eine dunkle Nacht.

Hier ist eine besonders schöne, mit freundlicher Genehmigung der ESO:

^{(Bild von ESO / S. Brunier, über Wikimedia Commons; Verwendung unter der CC-By 3.0-Lizenz)}

Sie ähneln nur wenig den Bildern anderer Galaxien, die wir von außen sehen, obwohl man mit ein wenig Fantasie eine gewisse Ähnlichkeit feststellen kann .