我们身处银河系中，怎么拍摄出银河系的照片？

李墨285

问题来自这个新闻
欧洲空间局的“盖亚”空间望远镜成功发射升空，我们即将获得银河系以及宇宙迄今最详尽的“地图”。图片来源：meteoweb.eu

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3月2号添加一个补充，有人回复说题主只是问咋拍银河系，我回答一堆怎么确认银河结构是在偏题。仔细一想，我好像的确偏题了！我理解的意思是拍照嘛，就为了知道长啥样子，然后我就码了一个人类怎样知道银河系长啥样子的回答！跑偏了你们多包涵！
有些人说利用望远镜巡天确定银河系内恒星坐标就可以“拍”出银河系的照片了，理论上没错，也很简单，但无法回避的问题是，我们怎么确定银河系的大小？怎么确定某颗恒星属于银河系？所以自己对银河系结构的回答还不算多余吧！(一个尴尬的辩解！
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没有一个专业点的回答，我用手机码个专业些的答案，先挖个坑，如果有人关注，那就以后慢慢补充，今天只最简略说一下银河系研究的几个阶段。
牛郎织女就不扯了，正经研究银河系的历史中，康德需要提一下，他预测银河是由恒星组成，形状是盘状，恒星会围绕中心旋转。恭喜康德，基本上猜对了。
之后又出现一位数星星的天文学家Herschel，他把望远镜转了一圈，把各个方向的星星数了一遍，然后花画了个图，嗯，银河就是这个盘状，太阳基本上就在中心，那个时候没有测量恒星距离的方法，星系的概念也不明确；天空，就是天空，星星，就是星星。
之后基本上都是观测，梅西耶把观测到的星云编成了表，表里就有很多现在的星系。然后好像是叫帕森斯的继续观察，他发现一些星云有旋涡结构！那么问题来了，这些旋涡星云到底是在银河系以内还是银河系以外呢?银河系到底有多大?
然后是卡普坦，这已经到20世纪了，他测量了银河内恒星的数量、自行、星等之类的指标，得出了一个盘状结构的银河，大小有17kpc(千秒差距，天文单位)，厚度大约3kpc。实际上银河系大小有50kpc，卡普坦测的这么小是因为那个时候对吸光物质的研究很少，星际气体和尘埃会对观测造成影响。
之后是沙普利，他以星团为研究单位，结果也是因为星际气体和尘埃的影响，导致他测量的银河系更大(因为尘埃遮挡，星团会比实际暗，暗，也就是远喽)。因为观察和测量的数据很不准确，所以争来争去也没什么结果，但银河系是个盘状结构基本上没有争议了。
奥尔特和特朗普勒基本弄清楚了星际消光对距离测量的影响，再加上射电望远镜观测的快速进步，银河系大小的测量上没什么大问题了。那么就是旋涡结构如何证实了。
19世纪40年代的时候，科学家通过对别的旋涡星系的研究，总结出旋臂的一些特征:生星现象(大量新恒星诞生)、氢原子气体集聚、生星产生氢离子气体等等。拿着这些特征来反观银河系基本上就可以确认银河系是不是有旋臂结构了。
首先是光学观察的成果。通过生星的特征，解决消光问题之后，摩根确认了3条旋臂，英仙臂、猎户臂(太阳系就在猎户旋臂上)和人马臂。
其次是射电和红外波段等等新观测手段出现以后，星际尘埃已经很难阻止人类观测银河系乃至宇宙了。这里要上场的是中性氢原子21厘米谱线，用通俗的人话解释就是，我们发现一款新滤镜，观察星系的旋臂简直就像定制款，再合适不过！有多合适?


有了这款滤镜，以后的话也就不用多说了，旋涡结构基本上确定了。
银河系的基本外貌此时已经确认了，新千年以后还有很多新进展，比如04年的时候确认了一条new outer arm，新外臂；08年又确认一条旋臂Far 3kpc Arm(下图)等等，


而最重要的进展应该是确认了银河系是一个棒旋星系！这又要扯到星系形态，手机码字实在撑不住了，具体请看下图


星系大概可以分为:
E 椭圆星系
S 旋涡星系
SB 棒旋星系
Irr 不规则星系
最初银河系被归位S，现在，我们发现我们是SB，嗯，没错。
我们已经是SB了，还有啥事儿要研究?
还有好多事情要研究，有没有新悬臂?主要旋臂是2条还是4条？我们是SBb还是SBc？包括银河系的恒星数据、精确模型等等，还有好多路要走！
不码了，手指头要戳断了。具体图片以及详细回答，挖坑待填。
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2016/7/29添加个后记：
好久不登陆，今天查看消息的时候又来到这个回答，点开折叠答案才发现，其实有人去年就回答了，


可惜别人就说了一句，有求知欲的人自然会去搜索，不求甚解的人不是目标群体，冷冷的答案作为筛选，不求甚解的人连喷点都找不到。

或许你会吞

是利用中氢原子的21cm线测量并绘制的

极忘投

看到火车那个答案想起这张图

AriesHun