是否在地球上看到的遙遠星系的圖像並不是星系的真實形態?

與銀河系同級別的星系往往直徑跨度可達數十萬光年,也就是說一個河外星系越與我們接近平行,我們所看到的這個星系的遠地邊緣與近地邊緣所發出的光線的時間點差就越大,考慮到星系在做旋轉動作,進一步來講,也就是說到達地球時的成像已經不是它的真實形態了,這樣說是否正確?

另外我還考慮到,即便是十萬年,一個大型星系的真實形態變化可能也不足以在地球上被覺察到,是否因跨度大導致的遠近光源時間差不至於影響地球人對星系外觀形態的判定?對於運動規律穩定的天體似乎還說得過去,但對於處於劇烈不規則變化的大型天體而言,例如超新星爆炸後形成塵埃星雲過程的形態,是否仍需考慮遠近光源時間點的影響?天文學界是否有過相關概念的研究和討論?

小時候控天文時遺留的問題,萬能的知乎請賜予我解答吧!


關於兩個星系的相對位置關係,有兩個極端情況分別是:另一個星系在銀河系平面延伸處,且兩星系平面平行;另一星系垂直於銀河系平面,且兩星系平面平行。如下圖表示(用dagger表示我們銀河系,用ddagger表示另一個星系。)

1                2    \
ddagger            \
vdots      dagger cdots cdots ddagger\
vdots \
dagger

在 1 情況下,由於銀盤擋住了幾乎所有的光,我們怎麼也看不到另一個星系,所以不用擔心;

在 2 情況下,對於一個星系,相對於其自身大小來說,其與我們的距離是非常遙遠的,因此其中心和邊緣的光發出來到達我們這裡幾乎是同時的。但是,對於較近的星系,以仙女座星係為例,其直徑約22萬光年和而與我們的距離約250萬光年 [1],則可以估計出其中心和兩邊與我們的距離相差約2000光年,於是我們看到的是時間跨度有2000年的仙女座了。所以提問者第一個觀點我是贊同的。

如果是超新星,考慮的道理也是一樣的:其爆發時間至今光擴散的距離(它的光以球形擴散)與距我們的距離相比,是否十分顯著:

1. 第一顆有記載的超新星 SN185 在 185 年被記載在《後漢書》中,距離現在一千八百多年(2013 - 185 = 1828),而其距離約 9100 光年 [2],其中心與最外圍的光到我們這裡相差約 360 年。

2. 2003年發現的 SN2003fg 與我們相距約 40 億光年 [3],那麼我們看到的就不會有什麼時間差距了。

[1] Andromeda Galaxy

[2] SN 185

[3] SN 2003fg


一言以蔽之,我們看到的都是過去的像,往宇宙越深處看越古老


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