速度通道为什么切不出云的真实深度

两团气体可以挤在一个频率里

先想一条穿过云的视线。近处有一团气体，后面很远还有一团；它们含有同一种分子，也以同样的速度远离我们。这两团气体发出的同一条谱线，会一起移到较低的频率。望远镜按频率挑光时，会把两者一起选中。

若谱线足够透明，后面发来的光可以穿过前面，于是一个像素里叠着两处贡献。把深处那团再往后移，只要角大小、速度、温度和每单位投影面积里的分子数都保持不变，这张通道图可以几乎不变。照片里的亮斑已经丢掉了沿视线的位置信息。

气体也在横向运动，但一条谱线首先告诉我们的是靠近或远离的那部分速度。沿天空平面滑过的气体，只有朝向或背离我们的运动分量进入一阶Doppler位移。

分子的转动能量只能取某些允许的值。从较高能量落到较低能量时，它发出特定频率的光，许多分子便在谱中留下窄峰，这就是谱线。CO的一些转动谱线位于毫米和亚毫米波段，因此要用射电望远镜接收。

运动会移动这座峰的位置。气体靠近我们，收到的频率略高；远离我们，频率略低。接收系统把连续的频率范围分成许多小格，每格收集的一张天空图就叫一个通道图。

分子在热运动中也有一小片速度分布，仪器通道又有有限宽度。一张图不会只选中一种精确到无限位的速度，而是让附近一段速度带着不同权重进来。通道越窄，图里的运动细节可能越多；气体本身的热展宽仍会把细节抹开。

把转轴斜着放在天空中。云的一边朝我们运动，另一边离开。接近侧进入较高频率通道，远离侧进入较低频率通道。慢慢换通道，亮斑便从一侧走到另一侧，像有一束光扫过云。

这里没有一束探照灯穿过气体。我们改变的是接收的频率；不同位置的气体依次符合这个选择。真实密度可以一直很平滑，通道图仍有明显的斑块和细带。

沿着天空中的一条线，再把每个位置的整条谱排在一起，就得到位置—速度图。它的一根轴是天空位置，另一根轴是速度。转动常留下倾斜的亮带，图上的上下位置仍然代表运动。

设同一片天空里有三团气体。一团以每秒六百米靠近，另外两团以每秒二百米远离；这两团一前一后。把通道选在远离速度每秒二百米附近，主要会收到后两团的光。把通道移到靠近速度每秒六百米附近，第一团才会亮起来。

这个判断还需要谱线的展宽小于两组速度的间隔。若热运动或微观速度弥散很大，两组谱峰会互相盖住。温度和吸收还会改变哪一层更显眼，读谱时必须把这些因素与几何放在一起。

看一片真实云时，可以先问亮斑在哪些相邻通道出现，再问整条谱有几个峰、把通道加起来后斑块还在不在。几个视图合起来，能把关于运动的问题问得更具体。