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你看到的“天文美图”,多少是真实,多少是想象?

Ent 发表于  2017-11-23 18:51

​​昨天你也许看到了这张图:

图片来源:ESA

​这张图里,是上个月天文学家观测到的一颗奇特天体。欧空局刚刚在Nature上发表论文,确认了它是一颗来自我们太阳系之外的小行星。我们已经发现了大约750000个小行星和彗星,但这种系外来客还是头一回确认。它被命名为 1I/2017 U1 (‘Oumuamua) 。(友情提醒:O前面有个 ’ ,读作“猴姆阿姆啊”。)

不过,这个图片是它真正的模样吗?它会是一艘包裹岩石伪装外壳的飞船吗?

​友情提醒:看图片右下角。

​噢,Artist's Concept,艺术家想象图。作者是欧空局的平面设计师Martin Kornmesser,他画了很多这样的图。

有些媒体发这个图的时候没有做说明,又把右下角这俩词裁掉了,那就没辙了是吗……

有第二个办法。 如果一个天体的图片,前景里有东西,背景里还有浩瀚星空,那不敢说100%,至少99.9%是艺术家想象图。

还有第三个线索。这颗小行星的大小各方计算不同,欧空局论文里给出的是长800米,而NASA的网站说法是400米。

这太小了呀!

要是我们看个长800米的东西能看得这么清楚,那我们干嘛还要送新视野号去冥王星,送罗塞塔去67P,送朱诺去木星,送卡西尼去土星……在地上直接看了多好。

你可能会想到哈勃。哈勃太空望远镜倒是能看到很远很远的东西,快要到宇宙尽头了。但人家看的东西多大呀,深空场看到的都是整个整个的星系;那些美丽的星云也都是大得难以想象。(以及,发现这个小行星也没有用哈勃。哈勃在太空中,要旋转起来又慢又费能源,所以几乎都是指定了具体目标再去看,而非大范围巡视寻找新东西。)

但这么点的小行星,不管你拿什么去看,都是一个小光点。800米真的和没有差不多,绝无可能直接看到任何细节。

图片来源:论文配图

所以,这张图就是艺术家瞎画的咯?

倒也不是,他的画是有科学依据的。比如,我们有很大的把握说这玩意儿长宽比大概是10:1。

凭啥?凭这个:​

​这东西叫“光变曲线”:随着时间的推移,一个天体在怎么变亮变暗。这是我们观测这些小不点儿最有力的武器。

一个小行星,自己又不发光,怎么会变亮变暗呢?因为太空中(1)东西不均匀;(2)东西在旋转。小行星虽然只能被动反射太阳光,但它转到不同位置的时候反光一定会有点儿差异。只要看一下它变化一圈用多久,就知道它自转的周期。对于ʻOumuamua,我们精确地算出,它的旋转周期是7.34+-0.06小时。这算是正常的速度。

可它的变化幅度就很过分,足足变了2.5个星等。星等的算法是按照指数来,变5等是100倍亮度,变1等是100^1/5倍,2.5等那就是100^2.5/5,恰好100的平方根,10倍。这要么这个小行星不同位置的颜色差很多,要么这个小行星形状很奇葩,或者两者都有。

不过,从光里面还能分析到它的颜色特征。看起来它的颜色和很多日常小行星没什么区别,而且也很均一。那就只能是因为形状奇怪了。

虽说奇葩,也不能奇葩过分,乱画一气。别忘了这个小行星还在高速旋转,7小时一圈呢,形状太诡异的话就会把自己甩开了。综合考虑的话,把它画成一个雪茄形状,长是宽10倍的近乎椭球的天体,的确是最合理的方案。

至于这种形状么……嗯,笑笑就算了……

​还有必须吐槽的是,长条形是地球海洋表面船只需要满足的特征,人家太空战舰没有这么搞的理由。

最后的问题就是这玩意儿到底有多大。这种小光点的大小不可能直接测量,还好我们知道亮度。只有亮度也没用,同样大小的东西,一面镜子就比一块石头亮很多。幸运的是,太空中不会无缘无故飘出来个镜子,而这个小行星不管怎么看,除了形状之外别的特征都和我们熟悉的小行星差不太多。所以,合理地假定它的反射率是0.04,就算出来长800米宽80米这个数字。

这个反射率是假定,你要是多一点假定成0.06或者0.08,别人也不能说你什么。大概NASA的数据就是用了不同的反射率得出的(他们没论文所以我们不知道具体的细节)。但数量级都是这个数量级,差不了太多。

所以,我们知道它的长宽比是10:1。我们知道它最可能是个类似雪茄的棍棒形状。我们知道它表面色彩偏暗红,和已知小行星差不多。

剩下的?都是艺术家想象。​​​​

热门评论

  • 2017-11-24 02:47 5美金

    天顶星战舰 妥妥地

    [18] 评论
  • 2017-11-23 21:53 怪兽张敬莉

    Ent你重新点燃了我对天文的兴趣……我这就回去把以《千亿个太阳》为代表的,小时候读过的所有与天文沾边的课外书重读一遍!

    [4] 评论
  • 2017-11-28 15:30 Chemiholic
    星等的算法是按照指数来,变5等是100倍亮度,变1等是100^1/5倍,2.5等那就是100^2.5/5,恰好100的平方根,10倍。

    指数的写法有点问题,应该改成100^(1/5)、100^(2.5/5)

    [3] 评论

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全部评论(15)
  • 1楼
    2017-11-23 21:53 怪兽张敬莉

    Ent你重新点燃了我对天文的兴趣……我这就回去把以《千亿个太阳》为代表的,小时候读过的所有与天文沾边的课外书重读一遍!

    [4] 评论
  • 2楼
    2017-11-24 01:51 地球上的裸猿

    ……

    [0] 评论
  • 3楼
    2017-11-24 02:47 5美金

    天顶星战舰 妥妥地

    [18] 评论
  • 4楼
    2017-11-24 10:15 Systern32

    我看像一条流浪级重突。

    [3] 评论
  • 5楼
    2017-11-24 11:41 Lost__sky
    引用@Systern32 的话:我看像一条流浪级重突。

    竟然还有EVEer。。。我以为这一物种都灭绝了

    [0] 评论
  • 6楼
    2017-11-24 12:00 天降龙虾

    会是根大金条吗??????

    [2] 评论
  • 7楼
    2017-11-24 12:59 Systern32
    引用@Lost__sky 的话:竟然还有EVEer。。。我以为这一物种都灭绝了

    啊……自从卡彻之后,我就in memory了

    [0] 评论
  • 8楼
    2017-11-28 15:30 Chemiholic
    星等的算法是按照指数来,变5等是100倍亮度,变1等是100^1/5倍,2.5等那就是100^2.5/5,恰好100的平方根,10倍。

    指数的写法有点问题,应该改成100^(1/5)、100^(2.5/5)

    [3] 评论
  • 9楼
    2017-11-29 14:34 馍夹饼子

    应该是《2001太空漫游》里面的黑色石碑。

    [0] 评论
  • 10楼
    2017-11-29 16:49 trier
    引用@Systern32 的话:我看像一条流浪级重突。

    而且是被遗弃的,不然没法解释它的自旋。

    [0] 评论
  • 11楼
    2017-11-29 16:50 trier
    引用@馍夹饼子 的话:应该是《2001太空漫游》里面的黑色石碑。

    颜色和长宽比都不对。

    [0] 评论
  • 12楼
    2017-11-29 19:13 馍夹饼子
    引用@trier 的话:颜色和长宽比都不对。

    哈哈哈,不能期望预测的结果与真实的细节一模一样。哈哈哈哈哈

    [0] 评论
  • 13楼
    2017-11-30 09:01 Foehn

    能评论的赶紧搬个板凳, 今天暗物质是啥发现

    [0] 评论
  • 14楼
    2017-11-30 17:17 熊飘过

    为什么就不能是长条型呢?理论上都可能是行星地表文明进化到太空,那有极大几率采用这个形状的,而且是新生太空文明才这样干的吧

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  • 15楼
    2018-01-09 08:01 小肥鹊

    这么浮躁的社会还那么有文化的小编真是感人

    [0] 评论

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