目前繪出的星系圖為什麼成雙圓錐形?

下午看了一個描述宇宙的視頻:http://www.tudou.com/programs/view/PXu7YcSEB9E/,在3:08的字幕顯示,空白區域的星系圖尚未繪出。請問這是由於什麼原因造成的?是因為該區域從我們的位置沒辦法觀測到么?


題主應該說的是美國自然博物館出品的這部短片(土豆無法瀏覽):Digital Universe

呈現雙圓錐形,很多都是因為銀河系的銀盤存在。銀河系中央有許多超亮恆星,遠遠蓋過了背景的星系;正如在城市中,因為光污染,我們抬頭很難看到什麼星星。同時銀盤中有大量塵埃,會吸收從星系外來的各種波段的電磁波,然後再在紅外波段釋放出來,讓我們無法琢磨它們本來的面目。因為這個原因,許多巡天項目根本就不觀測銀盤附近的星系。同時許多項目也有自己的資源限制和地點限制,所以也無法觀測全部天空面積。例如目前可見波段最全面的SDSS/BOSS項目,他們的觀測區域是這樣的(只觀測了不到40%的天空,因為望遠鏡在北半球夠不著南邊,所以南半球是空的,圖源:SDSS DR12):

不過也有一些太空望遠鏡的巡天項目在其他波段觀測了全部天空面積,例如下圖紅外波段的WISE(這個是把3D的星系圖投射成2D了,圖源:wikipedia)。圖中的紫色小點是他們找到的銀河系外最亮的星系。你會發現中間的銀盤一帶沒有任何紫點,就是因為塵埃污染看不到。

更慘的是微波背景下的tSZ(Thermal Sunyaev-Zel"dovich effect,熱蘇尼亞耶夫-澤爾多維奇效應,用來尋找星系團用的)觀測,Planck望遠鏡是觀測了100%整個天空的!可是因為tSZ的觀測很怕銀盤裡的塵埃,結果能用的僅剩這樣了(灰的地方都是不能用的。。來源:http://arxiv.org/abs/1312.4525)。簡直是欲哭無淚 。

不過!在高能波段,因為高能電磁波不易被塵埃吸收,銀盤的影響沒有那麼嚴重。例如下圖,Fermi(費米)望遠鏡在伽馬線波段的觀測,中間完全都是滿的,各類系外伽馬線隨便就穿過了銀盤來到地球 。不過。。放射伽馬線的星系並沒有很多。。所以,也並不是最終解決辦法。

同樣,探測中微子的(這個就不是電磁波了。。算是粒子探測儀了)、駐紮在南極地下的IceCube,也是根本就不care銀盤,因為中微子人家穿過整個宇宙都是分分鐘的事情,根本就懶得理你一個銀河系的破盤子,(如下圖,來源IceCube)。不過它們比伽馬線的探測更難,幾年過去了,探測到的物體用指頭都能數出來。哎。
***2016/5/4日糾正,IceCube的高能中微子大部分來源未知,雖然很可能來自其他星系(例如a blazar ,Choked jets and low-luminosity GRB),暫未排除銀河系內的高能事件的可能性。(感謝@outmannov huang)

最後,容我科幻一下。引力波也是不care銀盤的。既然我們現在LIGO已經探測到引力波了。不久的將來,也許我們就可以用引力波來畫星系圖了 。


扣除掉的兩個圓錐之間的部分是銀河系的銀盤,那裡由於氣體和塵埃的嚴重消光,無法觀測背景的星系。


大範圍的星空之所以呈現雙圓錐的狀態是觀察面積的局限性,因為我們處於銀河系的內部,一個龐大的星系,像一個圓餅,我們在這個圓餅里,只有向兩邊看的時候,或者說向餅的正反兩面往外看時候可以獲得較好的觀察視野,但我們沿著餅這個平面看的時候,就會被銀河系本身的各種天體產生的光或引力阻擋我們的視線,就像你站在一個甜甜圈的中間往外看的時候,你能觀測到的範圍是兩個圓錐。


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