Come possono fotografare la Via Lattea?

Ho una domanda banale da molto tempo. Non riesco a capire come puoi fare una foto di fuori di una cosa, quando ci sei un punto molto piccolo.

Davvero, come hanno fatto a scattare queste foto della Via Lattea? Sono foto reali, o solo alcuni calcoli e immaginazioni?

Tradizionalmente è stata per lo più immaginazione perché l'assorbimento da parte delle nuvole di polvere interstellare ci impedisce di vedere, in luce visibile, oltre una zona della Via Lattea che è solo circa il 20% della distanza dal centro della galassia. Questo è visibile solo circa il 4% dell'intero disco della Via Lattea. Certo, possiamo vedere indefinitamente lontano quando guardiamo fuori dall'aereo, ma poi le nostre linee di vista passano dal disco della Via Lattea.

A metà del 20 ° secolo, la radioastronomia ci ha permesso di vedere la materia interstellare in tutta la galassia, sotto forma della linea spettrale di 21 cm (1,4 GHz) di idrogeno atomico neutro (HI). Potremmo quindi vedere le prove per i bracci a spirale giganti, ma le determinazioni della distanza dal gas interstellare sono molto approssimative, quindi potremmo solo avere un'idea generale di come potrebbe essere, visto da un osservatore esterno. Successivamente, osservazioni dettagliate della linea spettrale da 2,6 mm (115 GHz) del monossido di carbonio interstellare ( CO ), situato principalmente nelle nuvole di idrogeno molecolare, ci hanno fornito una visione più dettagliata poiché le nuvole molecolari definiscono i bracci a spirale della nostra galassia molto più da vicino di fare le nuvole più diffuse di idrogeno neutro.

Poiché l'emissione di HI e CO è sotto forma di linee spettrali, possiamo determinare la velocità radiale (velocità verso o lontano da noi) di ogni nuvola emittente dall'uso dell'effetto Doppler. Usando un modello di rotazione galattica, possiamo quindi creare una mappa dei bracci a spirale sull'intera galassia.

Ma questi erano ancora molto approssimativi perché (1) ogni nuvola ha i suoi propri movimenti che causano un errore di distanza quando si confrontano le osservazioni con il modello e (2) ci sono due possibili distanze corrispondenti a una data velocità radiale per porzioni della galassia più vicine alla centro che siamo.

Quindi sapevamo di grandi bracci a spirale e approssimativamente dove fossero, ma il quadro dettagliato era ancora per lo più immaginazione.

Più recentemente, osservazioni dettagliate nell'infrarosso ci hanno permesso di vedere in profondità le regioni della recente formazione stellare in tutta la galassia. Queste regioni di recente formazione stellare definiscono i bracci a spirale molto meglio delle osservazioni del gas interstellare, ma è necessario un sacco di lavoro che coinvolga il confronto di osservazioni sia a infrarossi, radio e microonde per fornire un buon quadro generale. Vedi una mappa della Via Lattea per una buona visione della nostra attuale comprensione di come potrebbe apparire la galassia della Via Lattea vista dall'esterno.

Le nostre immagini della Via Lattea si basano principalmente su mappe dei bracci a spirale della nostra galassia ottenuti dalla radioastronomia, dalla linea di idrogeno neutro di 21 cm. Questo è stato fatto per la prima volta oltre 50 anni fa ed è stato perfezionato nel tempo. Inoltre, le immagini sono migliorate grazie alla nostra conoscenza delle molte altre galassie a spirale che osserviamo intorno a noi.

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

Esse in qualche modo si estendono alle "interpretazioni degli artisti", ma anche in alcuni casi a rappresentazioni vere. Possiamo osservare la galassia dall'interno e, sulla base dei dati che possiamo osservare, possiamo costruire una rappresentazione degli stessi dati visti dall'esterno, proprio come puoi sederti in macchina e osservare l'ingorgo di fronte di te, e con quell'osservazione puoi fare un'ottima immagine nella tua mente di come sarebbe un elicottero.

Sono solo immaginazioni basate su stime tratte dalla densità delle stelle (per determinare che siamo in una galassia a spirale sbarrata) e osservazioni su come appaiono altre galassie simili. Non è possibile ottenere una sonda abbastanza lontana da poter scattare una foto dell'intera galassia.

Giusto per sottolineare qualcosa di ovvio che le altre risposte non hanno menzionato: si può scattare foto della Via Lattea dal suo interno. In effetti, è molto più facile che scattare foto di altre galassie: per iniziare, tutto ciò che serve è una fotocamera decente, una montatura di tracciamento equatoriale (tecnicamente opzionale, ma altamente raccomandato) e una notte buia.

Eccone uno particolarmente bello, per gentile concessione dell'ESO:

^{(Immagine di ESO / S. Brunier, tramite Wikimedia Commons; utilizzata sotto la licenza CC-By 3.0)}

Semplicemente non assomigliano molto alle immagini di altre galassie che vediamo dall'esterno, anche se, con un po 'di immaginazione, puoi rilevare una certa somiglianza.