太陽(yáng)系直徑約2光年，人類最遠(yuǎn)的探測(cè)器“旅行者1號(hào)”飛了48年，僅0.002光年，離太陽(yáng)系邊緣還差千倍距離，銀河系直徑10萬(wàn)光年，包含2000億顆恒星，我們卻能看到它的“鳥瞰圖”：旋臂優(yōu)雅，銀盤閃耀，中心明亮。

這張圖從何而來(lái)？

人類從未飛出太陽(yáng)系，怎能俯瞰銀河？

首先是有限觀測(cè)

銀河系的鳥瞰圖，常見于教科書和科普節(jié)目，展現(xiàn)銀河四條主要旋臂（英仙臂、獵戶臂等）和中央棒狀結(jié)構(gòu)，但這不是飛船從銀河外拍攝的照片，而是科學(xué)推測(cè)和藝術(shù)渲染的結(jié)合。

太陽(yáng)系位于銀河獵戶臂，距銀心2.6萬(wàn)光年，天文學(xué)家會(huì)用哈勃望遠(yuǎn)鏡統(tǒng)計(jì)恒星密度，繪制銀河平面，2023年蓋亞望遠(yuǎn)鏡測(cè)繪了10億顆恒星的距離和運(yùn)動(dòng)，精確勾勒出了銀河系的旋臂位置。

射電望遠(yuǎn)鏡會(huì)觀測(cè)中性氫和一氧化碳，揭示旋臂中氣體分布，2019年天文學(xué)家確認(rèn)銀河有四條主要旋臂，紅外望遠(yuǎn)鏡則能穿透塵埃，觀測(cè)銀心黑洞和棒狀核，2022年事件視界望遠(yuǎn)鏡更是拍到了銀心黑洞。

其次是數(shù)學(xué)建模

目前可以確認(rèn)銀河系屬于棒旋星系，類似NGC 1232，有旋臂和棒狀核，蓋亞衛(wèi)星數(shù)據(jù)提供恒星3D位置，結(jié)合暗物質(zhì)分布，推算銀河直徑10萬(wàn)到12萬(wàn)光年，厚度1000光年，呈扁平旋渦狀，通過恒星光度和塵埃吸收，模擬出了從上方看銀河的明暗分布，中心亮，邊緣暗。

銀河系的鳥瞰圖還參考了其他旋渦星系的真實(shí)影像，哈勃和JWST拍攝的M51和NGC 6744，展現(xiàn)了清晰旋臂和棒狀核，與銀河模型吻合，2024年《自然-天文學(xué)》指出，銀河系是典型SBbc型旋渦星系。

當(dāng)所有的要素集齊后，NASA的科學(xué)家會(huì)用觀測(cè)數(shù)據(jù)和模型，繪制旋臂、銀盤和銀暈，顏色基于真實(shí)光譜，旋臂曲線參考模擬，2020年NASA發(fā)布的高清銀河圖，分辨率4K，結(jié)合蓋亞和斯皮策數(shù)據(jù)，堪稱“科學(xué)藝術(shù)品”。

至于能不能飛出太陽(yáng)系看到真正的銀河系，目前還是一個(gè)未知數(shù)，因?yàn)槁眯姓?號(hào)速度僅0.00006光年/年，飛到銀心需4億年，目前的技術(shù)也不足以研發(fā)光速飛船，人類的壽命也不支持長(zhǎng)達(dá)數(shù)個(gè)世紀(jì)的太空探索。

所以這樣看來(lái)，繪制銀河系的難度明顯小于飛出太陽(yáng)系，未來(lái)雖然人類親自飛出太陽(yáng)系觀測(cè)銀河的夢(mèng)想仍遙不可及，但韋伯太空望遠(yuǎn)鏡對(duì)系外行星大氣的分析，暗示著未來(lái)可能通過觀測(cè)其他星系中的行星大氣，反推銀河系的化學(xué)成分。

引力波天文臺(tái) LIGO 捕捉到的黑洞合并信號(hào)，為研究銀河系的質(zhì)量分布提供了全新維度，或許在量子計(jì)算突破算力瓶頸，或是曲速引擎獲得理論突破的某一天，人類終將跳出太陽(yáng)系的視角局限，親眼見證銀河的壯麗全貌。