【社刊 16 立冬】如何知道銀河系的結構 (三)

作者：邱聖凱

　　那麼要如何確定銀河系有沒有旋臂結構呢？你可能會想，只要銀河盤面裡的造父變星夠多，就可以進行測距然後繪製出盤面的立體結構了吧？其實不然。由於銀河盤面上有非常大量的氣體與塵埃會阻擋那些來自銀河深處的星光，所以要測量到整個盤面上的造父變星是不可能的。

　　雖然我們在可見光波段下的視野會被這些塵埃與氣體侷限，但這些塵埃並不會吸收、散射掉所有波長的光，並且宇宙裡也還有各式各樣的天體與物質會放出可見光以外的電磁波。於是就在1958年，天文學家歐特（Jan Oort）發現可以用中性氫原子發出的21公分電波輻射對整個銀河盤面進行觀測。其原理是：當氫原子電子的自旋方向改變時，電子所受質子的磁力大小也會跟著改變而造成它在極小的能階上躍遷，釋放出波長21cm的光子。而長波長的光散射力弱，因此能夠穿透塵埃讓我們接收到訊號。天文學家藉此繪製出銀河盤面氫原子雲氣的分布圖（圖四），成功證實了銀河系的螺旋臂結構。