天文学中一个经常被忽视的非常重要的方面是我们的眼睛告诉我们的信息有多少不是。我们只能看到天体发出的光谱中非常有限的范围，而且很多时候，正是我们看不到的东西告诉我们发生了什么。这就是欧洲南方天文台拥有 HAWK-I 相机的原因：它能在人眼看不见的红外波长下进行观测。当我们将其对准天空时，我们会看到一些相当酷的东西。比如，壮丽的螺旋星系：
[点击进入星系模式。] 那是 NGC 1232，一个正面朝向的开放螺旋星系，距离地球约 6500 万光年。在我看来，这是一个完美的螺旋星系：旋臂清晰且易于追踪，从中心附近开始并环绕整个星系。可以看到几条短的、不连续的、更直的分支。还有一个棒状结构：星系的中心不是球形的，而是拉长成椭圆形。所有这些特征都是由星系奇特的引力场造成的。在我们的太阳系中，太阳在引力方面起主导作用，行星绕其运行。然而，在一个大的星系中，每颗恒星的引力都会叠加，使得距离中心越远的引力就越强，而不是所有质量都集中在那里。这会导致各种奇特的现象，如棒状结构、螺旋和分支。 我有一篇博文详细讨论了这一点，如果你想阅读的话。顺便说一句，考虑到 NGC 1232 的距离为 6500 万光年，你在这张图像中看到的来自这个星系的光子离开它时，恐龙仍然在地球上漫步……但它们的时代即将结束。
HAWK-I 被用于研究几个星系，而不仅仅是 NGC 1232——实际上是另外五个，对于这项研究而言。但我特别想指出一个：NGC 1300，一个壮丽的细长螺旋星系，在此图的右侧展示。这个星系的棒状结构占主导地位，其延伸的相对距离比 NGC 1232 的棒状结构大得多，相比之下，NGC 1232 的棒状结构非常小。如上所述，当我们比较不同波长的天体光线时，可以学到很多东西。这是同一张 HAWK-I 红外图像的 NGC 1300，下面是 哈勃望远镜在可见光下的图像。我旋转并缩放了上面的图像以匹配哈勃望远镜的尺寸。
忽略像分辨率（哈勃望远镜可以看到更小的物体）等方面的差异，仍然存在明显的区别。在可见光图像中，恒星之间的尘埃是黑色的，因为它会阻挡可见光。然而，红外线可以穿透它，所以在上面的图像中尘埃消失了。尘埃为哈勃望远镜的可见光图像增加了大量的雕塑感和轮廓感，而在红外图像中则消失了，所以上面的图像看起来更平滑。那不是错觉！那是真实的，它告诉我们尘埃在哪里。正如你所料，在哈勃图像中看起来呈红色的物体在红外线中也很明亮，但蓝色的物质在 HAWK-I 观测中要暗得多，难以辨认。蓝色是由年轻、炽热、大质量恒星发出的，在可见光下很容易看到。底部图像中的黄红色光芒来自更年老的、更红的恒星，它们在顶部图像中很突出。看看星系的最中心在 HAWK-I 拍摄的照片中有多亮？这告诉我，那里有更多的年老恒星，就在 NGC 1300 的中心。星系的形成一定在 NGC 1300 的心脏地带很久以前就停止了，否则我们仍然会看到蓝色的恒星。……或者，另一种可能性是，那里有蓝色的恒星，但尘埃太厚了，它们的빛会被红化，就像落日由于我们空气中的雾霾看起来是红色的。有方法可以区分，但我认为用这样的图像无法做到；我们需要光谱，这是一个完全不同的故事。不过，这再次表明，如果你想弄清楚天体发生了什么，你需要从不同的角度去观察它们。从红外线观察比仅从可见光观察能告诉我们更多关于正在发生的事情。结合紫外线、无线电、X射线、伽马射线，我们就对宇宙向我们展示的东西有了更全面的了解。这不仅仅是一道双彩虹；这是整条彩虹，最棒的是我们确实知道它的含义。
相关帖子：- 终生受棒 - HAWK-I 窥探恒星茧 - 设定标准 - 雕塑棒状星系
