走！去星空的盡頭
2023-04-01 05:15:08 2
寫一組國家地理控制，專注於探索極端世界
當三十萬年前
最早的人類成員
當第一次仰望星空時空
好奇心和對宇宙的探索
它已經永遠植入我們的心中。
(左宗棠之星馬空，攝影師@南卡)
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從第一架望遠鏡
到漫遊地球的哈勃空
我們窺探宇宙深處的壯麗前景。
(哈勃望遠鏡今年慶祝30歲生日，照片來源@美國宇航局)
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從直徑幾米的天線
到500米的「天眼」
我們收到的信息可能來自外星文明。
(最近，搜索外星智能的「中國之眼」——FAST，攝影師@李梓濤——被宣布)
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從第一個氣球慢慢上升空
為轟鳴的飛行火箭乾杯
我們正在擴大人類的視野
(長徵五號乙成功發射，攝影師@陳肖純)
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從第一顆人造衛星
巨大的國際空站
我們正在開闢新的家園。
(國際空站取自發現號太空梭，照片來源@美國航天局)
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人類自身
在眾多先驅者的領導下
不斷向太空移動
(1962018日曆年，進入太原的人數空地圖@鄭伯榮/行星研究所)
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現在
哈勃望遠鏡
歡迎你的「30歲生日」
「中國眼」快
正式開啟了對外星文明的探索
長徵五號乙火箭
成功發射上升空
宇宙大發現的時代
剛剛開始
我們為什麼要探索宇宙
宇宙中還有什麼？
讓我們親自從表面開始。
飛到星星的盡頭空
為了找到答案
01
主頁
旅程的開始
是我們自己的家——地球
從高處俯瞰空
所有細節都被抹掉了。
這顆行星顯示出它的本來面目。
板塊運動
帶給它無盡的活力。
(俄羅斯千島群島馬圖阿島火山爆發，照片來源@美國航天局)
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覆蓋70%的地表水
它是生活活動中不可缺少的媒介。
(衛星圖像顯示了太平洋加利福尼亞寒流中浮遊生物的複雜分布，照片來源@美國宇航局)
ψ
大氣和磁場
保衛我們
防止過度輻射
保持合適的表面溫度
更重要的是，
21%的大氣是氧氣。
地球上大多數生物都依賴於它們的存在。
(上海空風暴，攝影師@何偉)
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大氣運動帶來降水
哪裡有雨
植被茂盛，動物成群結隊。
(壩上草原綿羊，攝影師@朱喆)
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地面
人類城市
整潔統一
(洛杉磯，攝影師@陳鍵鋒)
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380，000公裡
我們進入了月球軌道。
在荒涼的月亮上
阿波羅登陸的遺蹟清晰可見。
這裡的空氣非常稀薄
這些痕跡將會單獨存在數萬年。
(美國國家航空航天局的月球偵察軌道飛行器在離月球表面僅24公裡處捕獲了阿波羅11號的殘骸。照片中的長徵是指登月艙。在它周圍的月球表面可以看到黑線。這些是太空人運動的痕跡。其他箭頭表示放置科學儀器的位置。照片來源@美國航天局)
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7800萬公裡
火星，地球的「孿生姐妹」
進入視野
它曾經有一場洪水
和猛烈的火山活動
剛剛
它的大氣和水已經耗盡。
只剩下隕石坑、火山和沙丘。
(火星水手谷，照片來源@凱文·吉爾)
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6000-13億公裡
穿越火星和木星之間的小行星帶
避免到處飛石頭。
我們來到了外太陽系
這是「巨人」的世界
木星
它的體積是地球的1300多倍。
表面是氫氣氛。
大氣壓力增加。
氫變成液態金屬氫「海洋」
最裡面的核心由巖石和冰組成。
(木星大氣，照片來源@美國航天局)
ψ
土星
情況類似於木星
氣態和液態氫外層佔據了大部分體積
所以土星的密度只有每立方釐米0.69克。
比水輕
(卡西尼號拍攝的土星及其巨大光環的圖像，從這個距離看只是一個「暗淡的藍點」，來源於美國宇航局)
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圍繞著這兩顆巨大的行星
它被幾十顆衛星包圍著。
這就像是太陽系的縮小版
這些衛星中的大多數都有冰凍的表面。
但是在冰下
液態水很可能存在。
(歐羅巴的表面被冰覆蓋，冰上的線條在太空中也是可見的，就像纏繞在一起的植物根，而液態水很可能存在於冰下，照片來源@NASA)
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其他的有稠密的大氣。
地球表面形成了充滿有機物的甲烷海。
(土衛六表面可能有一個甲烷海，照片來源@美國宇航局)
ψ
59億公裡
這裡的天體越來越奇怪了。
天王星和海王星
兩個巨大的氣體巨人突然出現在視野中。
因為它離太陽太遠了。
它們的表面溫度低至零下200攝氏度。
莊嚴安靜的巨星和同樣冷漠的衛星
在黑暗中發出神秘的光芒
(海王星的「微笑」，較小的一個是海衛一，由航海家2號拍攝，來源於美國宇航局)
ψ
然而，
我們剛剛走出大門。
整個太陽系
有更大的結構
(太陽繫結構，測繪@鄭伯榮/行星研究所)
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超越海王星
無數的石頭，冰塊
它形成了大約1500億公裡寬的區域。
柯伊伯帶
(柯伊伯帶物體，照片來源@美國航天局)
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柯伊伯帶以外數千公裡
奧爾特雲覆蓋了整個太陽系。
數千億個較小的物體
在這裡徘徊
(一顆彗星從奧爾特雲飛入太陽系內部，照片來源@美國宇航局)
ψ
2
然而，在空開空區間
我們發現了一件藝術品
航海家1號！
它正獨自駛向星海。
這是目前為止
離地球最遠的人類痕跡。
(旅行者1號探測器進入星際空的圖像，照片來源@美國航天局)
ψ
告別航海家1號
這意味著離開太陽系
告別目前人類唯一的家園。
前面
一個陌生的世界在等著我們。
02
外星明星
1 -3000光年
太陽系外空中間
充滿了灰塵和星際物質
但這裡也有一個
星際世界
無數不同於太陽的星星。
在這裡發光
(恆星分類，測繪@鄭伯榮/恆星研究所)
ψ
相當於太陽的質量
或者質量比太陽小的恆星
按質量從大到小分別屬於
黃矮星、橙矮星和紅矮星(G、K、M星)
(年輕紅矮星和圍繞它旋轉的行星的圖像，照片來源@美國宇航局)
ψ
質量比太陽大
它被稱為大質量恆星
它們溫度很高。
閃耀的藍光
(照片中央的藍星是巨星澤塔·奧菲。它向外的輻射和微粒會吹走周圍的灰塵並產生波紋。照片來源@美國航天局)
ψ
這些明星並不孤單
他們大多數是「夥伴」
並在彼此的吸引下一起旋轉
叫做雙星
(雙星系統中克卜勒-47的圖像顯示，圖像中的兩顆發光恆星是兩顆恆星，圍繞雙星旋轉的行星圍繞著它們。左邊最近的行星是克卜勒-47c，它是一顆氣態巨行星。克卜勒-47b行星在右上角。圖像來源@美國航天局)
ψ
還有更多的「小團體」
形成一個多星系統
你可以在3號看同樣的場景。
(三星系統從地球外氣態巨行星HD 188553 Ab的假想衛星上看到，照片來源@NASA/JPL)
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但是
恆星不是這裡唯一的天體。
在星光下
偶爾，會有一兩個黑色的「斑點」
那是一個星球的影子
這些行星圍繞恆星旋轉。
形成了一個與我們完全不同的星系。
所以它們也被稱為
系外行星
(行星克卜勒-16b的圖像，發現的第一顆圍繞雙星系統運行的外行星，來源@美國宇航局/JPL)
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通過觀察恆星前面的「黑點」
我們發現在恆星世界下
更多樣化
外星世界
其中一些質量很好。
像木星或海王星
以…的名義
氣態巨行星或冰巨行星
(圖片來源:美國國家航空航天局，一顆氣態巨大的太陽系外行星，質量是木星的4倍)
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有些質量比地球小。
接近星星
像水銀一樣
表面溫度高達700℃
(外行星克卜勒-20e是發現的第一顆比地球小的外行星，照片來源@美國宇航局)
ψ
質量是地球的1到10倍。
可能有巖石表面
和穩定的氣氛
他們被稱為
超級地球
(紅矮星TRAPPIST-1和它想像的7顆類地行星，圖片來源@美國宇航局)
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這些行星離它們的母星的距離不同。
有些非常接近
面向母星的一面
幾乎燒焦了
(照片來源@美國國家航空航天局，圍繞母星運行的兩顆行星TRAPPIST-1b和TRAPPIST-1c相距40光年)
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有些離母星很遠。
像天王星和海王星一樣冷
(圍繞恆星旋轉的行星HR 8799，照片來源@NASA)
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很少有人有適度的距離。
他們很可能會生下
類似於地球上的生命
(這是一張外行星克卜勒18f的假想地圖，半徑約為地球的1.17倍，位於紅矮星的可居住區。圖像來源@美國航天局)
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通過克卜勒的觀察
已經確定的系外行星數量
和…一樣多
4241
(克卜勒候選行星，圖中的大球體是一顆恆星，而恆星表面的黑點是其行星擋住部分光線穿過恆星時形成的陰影。這樣，我們就能發現系外行星的存在。圖的右上角是木星穿過太陽時留下的陰影，以供參考。星星的顏色越藍，它的溫度越高，它的溫度越低。照片來源@美國航天局)
ψ
但是對於整個銀河系來說
我們看到的外星世界
這只是一個小角落
03
星系
銀河系中的天體
它集中在一個直徑8萬光年的巨大圓盤狀區域。
它被稱為銀盤子。
在銀盤子的中間是一根13000光年長的「棍子」。
銀河棒
四條「觸鬚」從銀河棒的兩端伸出。
也就是旋轉臂。
(銀河繫結構和太陽系位置的測繪@鄭伯榮/行星研究所)
ψ
然後
讓我們穿過旋臂。
直接進入銀河中央區域
3000-20000光年
穿過旋轉臂是非常危險的。
這裡擁擠混亂。
充滿氣體、灰塵、輻射
和大量的恆星
(馬頭星雲，照片來源@肯·克勞福德)
ψ
當旋轉臂掃過星際空間時空
其中的物質被壓縮
大量新恆星形成。
這些年輕的明星組成了一個鬆散的群體。
它被稱為開放集群
(昴宿星團，也被稱為七姐妹星團，攝影師@朱洋)
ψ
20000-25000光年
通往銀河核心的最後一站
我們將穿越銀河系
這裡的恆星數量更多，密度極高。
在星系中心附近
恆星的密度是太陽附近的500倍。
恆星正以難以想像的速度加速。
(銀河系中心的恆星、塵埃和氣體圖像，照片來源@美國宇航局)
ψ
25000光年
銀河系的終極核心
一個超大質量黑洞牢牢地在c位置
它的質量是太陽的400多萬倍。
它是銀河系的國王
地位不可動搖
它是一個吞噬一切的怪物
如果一顆恆星不幸誤入其重力場
將被殘忍地撕裂和吞噬
(銀河系中心的黑洞，照片來源@時空旅行畫廊)
ψ
銀河中心
是一個名副其實的死亡陷阱
讓我們離開這裡！
10萬光年
我們改變了方向。
把銀盤子留下
但是銀河系還沒有結束
它的材料分布在10萬光年範圍內。
(銀河系圖像，中央黑洞，銀盤和星系團，圖像來源@美國宇航局)
ψ
銀盤外不空無
那裡有球狀星團
每一顆都由成千上萬顆恆星組成
這些恆星的平均年齡超過100億歲。
他們之間的吸引力
使它們高度聚集成球體。
(NGC 2419和其他球狀星團，照片來源@歐空局/美國航天局)
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這個古老而稠密的世界
不適合星球生存。
一些行星失去了與母星的引力聯繫。
淪為「流氓星球」
徘徊在星星之間空
(流氓行星的類木星圖像，來源@美國宇航局/JPL)
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當我們離開球狀星團時
接近銀河系的邊緣
現在
讓我們花點時間回頭看看。
銀河系中數千億顆恆星
在黑暗的背景下閃閃發光
(銀河系全景，照片來源@ 2微米全天空調查)
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但是我們的旅程還沒有結束。
在銀河系之外
還有一個更大的星系世界
在等我們
04
宇宙
254萬光年
我們現在在哪裡
它是離我們最近的大型星系外系統。
仙女座星系
它擁有比銀河系多幾倍的恆星
(仙女座星系，攝影師@秦簡)
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銀河系、仙女座和許多其他星系
它形成了當地的星系團
局部星系團和其他星系團，星系團
形成了當地的星系團。
本地集群和其他集群
形成了局部超星系團
本地超集群和其他超集群
形成了哈勃體積
(宇宙中的星系製圖@鄭伯龍/恆星研究所)
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這個巨大的星系世界
它包含超過1000億個星系
每個都是一個獨立的世界
有些就像銀河系
中間有一個銀河棒。
對於棒旋星系
(NGC 1300，照片來源@美國航天局)
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有些沒有銀河棒
直接進入漩渦
對於螺旋星系
(側面向我們的草帽星系M104呈現出這種特殊的外觀。照片來源@亞當·布洛克)
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有些沒有觸鬚般的手臂。
整個是橢圓形的
橢圓星系
(NGC 1316，照片來源@美國國家航空航天局)
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有些沒有固定的形狀
對於不規則星系
(星系M 82，照片來源@美國航天局)
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有些在中間。
有一個活躍的超大質量黑洞
以…的名義
射電星系
(無線電星系大力神，照片來源@美國航天局)
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有些有強烈的恆星形成活動。
以…的名義
星爆星系
(半人馬座A，中心有一個超大質量黑洞，照片來源@ESO)
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它們湧動、爆裂、增生、噴湧、擾亂
形成一個奇怪的世界
465億光年
這裡
是我們可以觀察到的宇宙邊緣
來自古老星系的光在黑暗中閃爍。
我們看到的圖像來自數百億年前。
他們現在變成什麼了
我們對此一無所知。
旅程到此結束。
回顧
就連巨大的銀河系也消失了
更不用說藍色的小行星了
以及生活在上面的人類
我們在宇宙中的位置
這太微不足道了
(哈勃超深空場，拍攝的最古老的星系，照片來源@美國宇航局)
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然而，
也正是通過這樣的探索
我們意識到地球是不可替代的。
對生命價值的認識
文明的稀有
作為宇宙中的文明物種
我們是多麼幸運
(德雷克方程，生命和文明的出現需要滿足極其嚴格的條件，測繪@鄭伯榮/行星研究所)
ψ
現在
讓我們回家吧。
走出星系的「迷宮」
回到銀河系，那裡星星閃爍
穿越無數陌生的外星世界
在普通螺旋臂上
找到那顆普通的星星，太陽
在已經熟悉之後
海王星、天王星、土星、木星、火星
現在回到我們唯一的家
地球！
(地球，照片來源@美國航天局)
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腳踏不足
是一個堅實的地球
耳朵
是微風和鳥鳴。
你和我的生活繼續
忙碌而瑣碎
但是請記住star 空教給我們的東西。
謙卑地看待宇宙
小心地球
這篇文章的創作團隊
寫作:程炳基
編輯:張南
照片:任
設計:鄭伯榮
審校:雲舞空城市，俳句，劉伯陽
資料來源:美國航天局/JPL
另外，本文中的主要參考文獻:
[1]蘇毅。天文學新導論[M]。科學出版社，2009。
[2]胡中偉、徐衛彪。行星科學[男]。科學出版社，2008。
[3](英語)羅德利·埃文斯。天體肖像[男]。北京聯合出版公司，2017。
[4](美國)麥克米倫。探索太陽系和外星生命[M]。機械工業出版社，2016。
[[5]田豐。宜居環境與外星生命[。科學通報，2016年。
[6]美國航天局系外行星檔案，網站:https://exoplanetarchive.ipac.caltech.edu/index.html
[7]外星星球百科全書，網站:http://exoplanet.eu/
[8]美國宇航局克卜勒項目網站，網站:https://www.nasa.gov/mission_pages/kepler/main/index.html
結束
行星研究所
一組國家地理控制，專注於探索極端世界
