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作者：沈環(huán)宇
編排：馮中
“如果你的身邊恰巧有一位天文愛好者，也許你時常會看到他（她）好似螞蟻搬家一樣拖著沉重的旅行箱上山下鄉(xiāng)，去野外觀星。許多人以為他們是特地去觀看什么壯觀的天象。事實(shí)上，我們頭頂?shù)男强帐呛莒o謐的，除了偶爾飛逝的流星，并沒有什么特別刺激眼球的東西。而他們之所以選擇在那一天出行，無非是三個因素剛好湊在了一起：晴天、無月、周末休班。三者缺一不可。如果翻翻日歷看一下的話，你會發(fā)現(xiàn)滿足這三個條件的好日子一年之中也沒多少。這種日子對普通人來說也許只是一個曬被子的好時機(jī)，而對天文愛好者們卻意味著一場期盼已久的盛裝節(jié)日。
接上篇
無獨(dú)有偶，夏季夜空中最令人著迷的銀河（Milky Way）看起來也是煙霧狀的。西方人曾以為那是天堂中一條用牛奶鋪就的道路。1609年，當(dāng)伽利略把自制的天文望遠(yuǎn)鏡指向銀河的時候便發(fā)現(xiàn)它其實(shí)是一條由無數(shù)單個的恒星組成帶狀結(jié)構(gòu)。也許是類似現(xiàn)象啟發(fā)了后來的天文學(xué)家，有人開始猜測天上所有的云霧狀天體都是未被分解開的星團(tuán)。十八世紀(jì)英國著名的天文學(xué)家威廉·赫歇爾（William Herschel, 1738~1822）就曾經(jīng)耗費(fèi)相當(dāng)大的精力用于磨制超大口徑的天文望遠(yuǎn)鏡，其初衷之一便是試圖將更多的云霧狀天體分解為單顆恒星，以證明其星團(tuán)本質(zhì)。然而最終的結(jié)果卻有些出人意料。的確，赫歇爾利用更大的設(shè)備成功分解了一些前人難以分解的星團(tuán)，但與此同時也發(fā)現(xiàn)了更多更加暗淡的深空天體。其數(shù)量之多出乎所有人的預(yù)料。赫歇爾不得不將它們以一千個為一組分批出版，公之于眾。這便是后來NGC星表和IC星表的雛形。
到上世紀(jì)初的時候，天文學(xué)家手中口徑最大的望遠(yuǎn)鏡當(dāng)屬美國加利福尼亞州威爾遜山上的254厘米（100英寸）胡克反射望遠(yuǎn)鏡。據(jù)說邁克爾遜曾用它測定參宿四的半徑和距離。然而，即便是這樣的巨無霸設(shè)備也只能將很少一部分深空天體分解為單顆恒星，余下的云霧狀天體則被天文學(xué)家籠統(tǒng)地稱為星云（Nebulae）。至于星云的本質(zhì)究竟是“星”還是“云”，它們究竟是銀河系以內(nèi)的天體還是銀河系以外的星系，這些問題在當(dāng)時都不甚明了。不過在此之前，有人曾發(fā)現(xiàn)某些星云的直徑同照亮它的恒星的亮度成正比，而另一些人則從M51這樣的深空天體中發(fā)現(xiàn)了螺旋結(jié)構(gòu)存在的痕跡（參見圖4與圖5）。美國天文學(xué)家埃德溫·哈勃（Edwin P. Hubble, 1889~1953）據(jù)此猜測前者多為銀河系內(nèi)的云團(tuán)，而后者則是一些距離我們十分遙遠(yuǎn)的恒星系統(tǒng)。等到1924年的時候，哈勃終于獲得了支持自己猜想的關(guān)鍵性證據(jù)。當(dāng)時，他利用威爾遜山上的望遠(yuǎn)鏡成功分解出了M31附近的幾顆單個恒星，然后利用造父變星法測定了它們的距離。他發(fā)現(xiàn)這些恒星距離我們都遠(yuǎn)達(dá)數(shù)十萬光年（這個數(shù)字后來被修正到254萬光年），遠(yuǎn)超當(dāng)時已知的銀河系尺度。由此哈勃確認(rèn)了第一個河外星系的存在，即前文提到過的仙女座星云。
圖4，1845年由羅斯伯爵（Lord Rosse）手繪的M51。他在使用一套口徑為72英寸的反射式望遠(yuǎn)鏡目視時發(fā)現(xiàn)了M51的螺旋結(jié)構(gòu)并手繪下來。
圖片來源：維基百科
圖5，現(xiàn)代的照相設(shè)備拍攝的M51渦旋星系照片，與圖4對比之下不難看出羅斯伯爵手繪的真實(shí)程度令人驚嘆。
圖片來源：維基百科
埃德溫·哈勃的發(fā)現(xiàn)不僅終結(jié)了天文學(xué)界關(guān)于宇宙島（即河外星系）是否存在的多年?duì)幷?，而且澄清了深空天體的本質(zhì)。如今，天文愛好者所關(guān)注的深空天體通常包含了以下八種類型的天體：1）疏散星團(tuán)；2）球狀星團(tuán)；3）行星狀星云；4）發(fā)射星云；5）反射星云；6）暗星云；7）超新星遺跡；8）星系。
下面我們分別來介紹它們。
1疏散星團(tuán)和球狀星團(tuán)
這兩類天體都是最早被發(fā)現(xiàn)的深空天體類型。疏散星團(tuán)以前文提到的昴星團(tuán)為代表。其他一些肉眼可見的疏散星團(tuán)還有金牛座的畢星團(tuán)（Cr50）、天蝎座的托勒密星團(tuán)（M7）、南天的珠寶盒星團(tuán)（NGC4755）等等。從全天分布上看，疏散星團(tuán)基本都位于銀河系平面附近，垂直于銀河系平面的兩個銀極方向上則少有分布。事實(shí)上，疏散星團(tuán)的成員們看起來并不總是聚集在一起的。隨著天體測量技術(shù)的提高，天文學(xué)家們發(fā)現(xiàn)許多夜空中看似不相干的恒星，實(shí)際上卻可能同屬一個疏散星團(tuán)，只是由于星團(tuán)中心距離我們太近，難以察覺而已。這樣的天體系統(tǒng)統(tǒng)稱為移動星群。最著名的移動星群當(dāng)屬大熊座移動星群（Cr285），它的成員星囊括了從北斗七星到天兔座的許多亮星。該移動星群的中心距離地球約80光年，移動方向朝向人馬座。
球狀星團(tuán)以前文提到的武仙座暗弱天體（即M13，武仙座大球狀星團(tuán)）為代表，此外，位于人馬座的球狀星團(tuán)M22也屬于最明亮的球狀星團(tuán)之列。不過，在南半球的天空里還隱藏著兩個更大、更壯觀的球狀星團(tuán)：半人馬座歐米伽星團(tuán)和杜鵑座47星團(tuán)。只是它們的赤緯較低，只適合在赤道附近或南半球觀賞。與疏散星團(tuán)不同的是，球狀星團(tuán)看起來更致密，尤其是核心處，幾乎不可能分辨出單個恒星。球狀星團(tuán)的直徑一般在十光年左右，成員星數(shù)目可達(dá)十萬量級。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的系內(nèi)球狀星團(tuán)約有150顆，以銀河系核為中心呈球形分布。不過，由于我們的太陽不在銀河系中心，夏、秋兩季天空中的球狀星團(tuán)數(shù)目似乎更多一些，而冬、春兩季相對較少。
2
行星狀星云
行星狀星云得名自它在望遠(yuǎn)鏡中的形象，因?yàn)樗鼈兂蹩雌饋砭拖裥行悄菢?，會呈現(xiàn)出一個細(xì)小的圓面。不過也有面積廣大的例外，例如寶瓶座的螺旋星云（NGC7293）在望遠(yuǎn)鏡里看起來就有半個滿月那么大。夜空中的行星狀星云數(shù)目繁多，形狀千奇百怪，色彩斑斕，放在一起，儼然就是銀河系里的一場珠寶展示會。它們的來源多為新星爆發(fā)，有的還可以用望遠(yuǎn)鏡在星云中心找到當(dāng)年爆發(fā)后殘留的中央星（一般是白矮星）。
3
發(fā)射星云、反射星云和暗星云
這實(shí)際上代表了星云存在的三種方式，前兩種是可見的，后一種則是因?yàn)椴话l(fā)光的巨大星云遮擋了其背后的星光，因而看起來好像是星海中間一個神秘的空洞。最著名的暗星云當(dāng)屬南十字座中的煤袋星云，人們用肉眼就可以在南半球的銀河中看見其輪廓（參見圖6）。
圖6，南十字座與煤袋星云。圖中央四顆星組成的十字架便是南十字座，它左下方那一片黑色無星區(qū)域即煤袋星云。南半球的原住民早在史前時代便知曉這個星云，可是北半球的人們直到1499年才得知它的存在。煤袋星云沒有正式的NGC編號。
圖片來源：百度百科
發(fā)射星云和反射星云是根據(jù)星云的光譜類型來區(qū)分的，不同的光譜類型代表著完全不同的發(fā)光機(jī)制。一般來說，發(fā)射星云之所以能被看到，是因?yàn)樗母浇嬖跓霟岬暮阈腔蛘咝菆F(tuán)，星云中的氫原子被后者加熱后發(fā)生電子軌道躍遷。當(dāng)電子被氫原子核重新俘獲的時候便會向外輻射特定波長的光子。在宇宙空間里，這種輻射以656.28納米波長的紅色H-α線為主。所以發(fā)射星云看起來都是紅色的。圖6的右下角就可以看到三片這樣的發(fā)射星云。
相比之下反射星云的發(fā)光機(jī)理要簡單得多，它實(shí)際上就是一片被附近恒星勉強(qiáng)照亮的暗星云。根據(jù)瑞利散射定律，光的散射能力同頻率的四次方成正比。所以反射星云看起來基本都是天藍(lán)色的。
4
超新星遺跡
這類天體中有一個如雷貫耳的成員，即梅西耶星表的第一號天體：金牛座蟹狀星云。它是1054超新星膨脹至今的遺跡。它之所以著名還有另外一個原因：它是少數(shù)能被人們與歷史上已知的超新星爆發(fā)事件相結(jié)合的星云遺跡。要知道，歷史上多數(shù)有記錄的目視超新星都沒有在可見光波段留下痕跡，或者說，夜空中絕大多數(shù)的超新星遺跡都是史前時代的某次爆發(fā)留下的。比如雙子座中的水母星云（Jellyfish Nebula, IC443）就來自于三千至三萬年前的一次超新星爆發(fā)。
圖7，哈勃色版的水母星云。
圖片來源：每日天文一圖（APOD）
5
星系
此類天體中最著名的當(dāng)屬前文講到的仙女座大星系（M31），它的規(guī)模約為銀河系的兩倍，距離地球254萬光年，幾乎是人類裸眼能看到的最遠(yuǎn)物體。距離M31不遠(yuǎn)的三角座內(nèi)還有一個肉眼勉強(qiáng)可見的漩渦星系M33，是本星系群里僅次于M31和銀河系的第三大星系。除此以外，在南半球還有兩個更壯觀的河外星系，即大、小麥哲倫云（Magellanic Clouds），它們都是距離我們較近的銀河系伴星系。由于銀河系塵埃帶的阻擋，本星系群以外、肉眼可見的河外星系基本都分布在遠(yuǎn)離銀道面的地方，或者說南、北銀緯比較高的方向上。比如，北銀極附近的獅子座、后發(fā)座、室女座、大熊座和牧夫座等等都是河外星系大量聚集之處。同理，南銀極附近的鯨魚座、鳳凰座和天爐座中也分布有許多著名的星系和星系團(tuán)。這些星座的深空天體均以星系為主，前四類天體較少。
如此看來，單單是深空天體就有那么多有趣的目標(biāo)等著人們?nèi)ヌ剿鳌Ｌ煳膼酆谜邆冏匀灰簿兔客矶济Φ貌灰鄻泛趿恕?/span>
- 完 -
配樂：解仁江
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梅西耶天體周期表
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