□ 溫學(xué)詩 吳鑫基

太空明星風(fēng)采錄：梅西葉（下）

□ 溫學(xué)詩 吳鑫基

太空中，以梅西葉命名的不僅有深空天體，還有梅西葉小行星，月球表面也有梅西葉撞擊坑。當(dāng)然，梅西葉最重要的榮譽還是那些深空天體。在近現(xiàn)代天文學(xué)歷史上，梅西葉比不上那些舉足輕重的天文學(xué)家，而以他的名字命名的深空天體卻是太空中無與倫比的最華麗、最壯觀的佼佼者，是NGC星表和IC星表13600多個深空天體中的精華?，F(xiàn)代天文學(xué)家使用世界上最先進(jìn)的大型天文望遠(yuǎn)鏡拍攝的梅西葉天體，美輪美奐、多姿多彩，令人唏噓不已，好像一幅幅美妙的藝術(shù)珍品。

梅西葉天體縱覽

梅西葉所列入星表的這100余個天體，他自己也沒有看得很清楚，再加上當(dāng)時人們的認(rèn)識水平，他認(rèn)為這些天體都是星云和星團(tuán)。自1923年美國天文學(xué)家哈勃發(fā)現(xiàn)河外星系的存在之后，人們發(fā)現(xiàn)梅西葉天體中不僅有很多星云和星團(tuán)，還有許多河外星系。具體地說，銀河系內(nèi)的星云和星團(tuán)有67個，河外星系有40個。另外還有3個既不是星云、星團(tuán)，也不是星系。具體說，M24是恒星云； M40是一對光學(xué)雙星，兩成員之間沒有物理聯(lián)系；M73是一個小星群，各成員之間也沒有物理聯(lián)系。下面，我們分門別類地介紹梅西葉天體。

彌漫星云

《梅西葉星表》中有7個彌漫星云分布在3個星座內(nèi)，其中6個發(fā)射星云，1個反射星云。人馬座中有3個，M8與M20位于繁星密布的人馬座銀河中，二者很靠近。M8的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，中心區(qū)域較明亮，但那兒有一個較大的暗條，它的通俗名稱叫礁湖星云。M20中有三條暗條把這個星云分為三個區(qū)域，所以被稱做三葉星云。距離稍遠(yuǎn)些的M17中最明亮的部分讓人聯(lián)想起游弋在湖面的天鵝的美麗身軀，得到了天鵝星云的美稱，也有人叫它馬蹄星云或者Ω星云。

獵戶座的3個彌漫星云M42、M43和M78實際上同屬于巨大的獵戶座分子云團(tuán)。M42和M43位于獵人腰帶三星的下面，塵埃帶將它們分隔開。M42又叫做獵戶座大星云，它的亮度達(dá)4等，是全天唯一能用肉眼看得見的氣體星云，人們也叫它火鳥星云。M42最明亮的地方有一個四邊形聚星，是溫度很高的年輕恒星。M78是梅西葉天體中唯一的反射星云。

巨蛇座中的M16位于巨蛇座東南角靠近人馬座的地方，由于它的形狀酷似一只展翅翱翔的雄鷹，所以又叫做鷹狀星云，星云內(nèi)還包含一個年輕的疏散星團(tuán)。鷹狀星云與人馬座M17相當(dāng)靠近，位于銀河系的同一條旋臂內(nèi)，它們可能同屬于一塊巨大的星云。

形象化的通俗名稱，給這些星云增添了神秘的色彩。這些星云有一個共同的特點，即它們都是新生恒星誕生的地方。因此它們成為天文學(xué)家研究恒星演化的天然實驗室。近年來的空間探測拍到了這些氣體星云內(nèi)部結(jié)構(gòu)的精彩圖像，M8中令人驚嘆的扭結(jié)和龍卷風(fēng)，M16中心高聳的大象鼻子，M42中一個個孕育著新生恒星的原行星盤，等等，無不令我們眼界大開，更讓天文學(xué)家對恒星誕生的物理過程有了進(jìn)一步的認(rèn)識。

圖1 人馬座M8（左）和M20（右）

圖2 英仙座小啞鈴星云M76

超新星遺跡

《梅西葉星表》中只有1個超新星遺跡，金牛座M1。M1是全天最著名的超新星遺跡，目視星等約9等， 1731年英國天文學(xué)家約翰·貝維斯首先發(fā)現(xiàn)了它。1850年，愛爾蘭天文學(xué)家羅斯伯爵反復(fù)觀測了它，發(fā)現(xiàn)它的南端有許多纖維狀的物質(zhì)伸出來，就像是一只只的螃蟹腿，于是給它取名蟹狀星云。

蟹狀星云受到天文學(xué)家格外的關(guān)注，因為它是歷史上第一顆被確認(rèn)為超新星爆發(fā)遺跡的天體，是天文學(xué)家研究恒星演化過程的一個活樣本。1928年哈勃首次提出蟹狀星云是900年前一個超新星爆發(fā)后的產(chǎn)物。中外天文學(xué)家合作，從中國古代天象記錄中找到了證據(jù)，證明蟹狀星云確是公元1054年爆發(fā)的一顆超新星的遺跡?，F(xiàn)在，人們都將1054年的超新星稱為“中國新星”。1969年天文學(xué)家又發(fā)現(xiàn)它的中心有一顆高速自轉(zhuǎn)的脈沖星，直徑僅約30千米。

行星狀星云

《梅西葉星表》中有4個行星狀星云。天琴座M57，又稱環(huán)狀星云，是人類發(fā)現(xiàn)的第一個行星狀星云。1779年，英國天文學(xué)家威廉·赫歇爾首先發(fā)現(xiàn)了它，與他同時期的梅西葉也注意到這個天體。他們看不清楚星云的細(xì)節(jié)，只是看它與那些大行星的模樣很像。于是赫歇爾就把這個星云命名為行星狀星云。這個不恰當(dāng)?shù)拿直灰恢毖赜孟聛怼?/p>

狐貍座M27，是所有行星狀星云中最明亮的一個，它的視星等為7.6等，用一個小望遠(yuǎn)鏡能看到它。它的形態(tài)獨特，猶如兩把張開的漂亮折扇，反方向?qū)釉谝黄穑趾芟褚粋€體育鍛煉用的大啞鈴，故稱啞鈴星云。

英仙座M76因外形酷似啞鈴星云又比啞鈴星云小而暗，被命名為小啞鈴星云。大熊座M97有一個渾圓的亮盤，其上有兩個對稱的明顯的暗區(qū)，看起來好像貓頭鷹的兩只大眼睛，因此得名貓頭鷹星云，或者夜梟星云?？上У氖?，這兩個饒有趣味的行星狀星云都比較暗，小型望遠(yuǎn)鏡觀測它們較難。

球狀星團(tuán)

全天最亮的球狀星團(tuán)是半人馬座Ω星團(tuán)，第二亮的是杜鵑座47，它們都在南半天球?！睹肺魅~星表》中有29個球狀星團(tuán)，M13是它們當(dāng)中最明亮的一個。

M13位于武仙座，視星等6等，是北天最大最美麗的球狀星團(tuán)，擁有30萬顆恒星。夏天的夜晚，用一個小望遠(yuǎn)鏡就可以欣賞到它。1974年，人們利用世界最大的射電望遠(yuǎn)鏡——美國的305米口徑阿雷西博射電望遠(yuǎn)鏡，向M13發(fā)出了一份功率極強大的給“宇宙人”的電報。如果M13中有一顆星附近有高度文明的宇宙人，他們就會將電報截獲，并給我們發(fā)來回電。M13距離我們大約2.4萬光年，假如地球人能收到回電的話，那該是4.8萬年以后的事情。

圖3 武仙座球狀星團(tuán)M13

圖4 天蝎座蝴蝶星團(tuán)M6

圖5 后發(fā)座黑眼睛星系M64

球狀星團(tuán)一般都由老年恒星組成，但也不是千篇一律。目前的觀測證據(jù)顯示，有的球狀星團(tuán)中心可能存在著黑洞，例如飛馬座球狀星團(tuán)M15。也有少量球狀星團(tuán)比較年輕，是因為在誕生之初條件不夠成熟而導(dǎo)致，例如水瓶座球狀星團(tuán)M72。還有一些球狀星團(tuán)，例如M53，當(dāng)中存在一些比我們的太陽還年輕的藍(lán)色的恒星，這些不同尋常的藍(lán)色恒星可能是從雙星伴侶中合并而成。

圖6 室女座M87的巨大的噴流

疏散星團(tuán)

《梅西葉星表》中有30個疏散星團(tuán)，最著名的是金牛座M45。它正好位于我國古代三垣二十八宿的昴宿內(nèi)，所以又叫昴星團(tuán)，包含400多顆恒星。由于昴星團(tuán)的明亮和美麗，自古以來人們就十分注意它，并利用它在夜空中的位置來確定季節(jié)。例如在3000多年以前的《尚書·堯典》中有一句話：“日短星昴，以正仲冬”。意思是說黃昏以后昴星團(tuán)升到上中天附近的時候，冬至就到了，這時的白晝也就最短。昴星團(tuán)也叫七姐妹星團(tuán)，因為古時候人們看到昴星團(tuán)是有7顆星聚在一起，而現(xiàn)在用肉眼只能看見6顆星了，其中一顆亮度降低了，用肉眼已看不見。

還有一些疏散星團(tuán)也很引人關(guān)注，比如天蝎座M6，又叫蝴蝶星團(tuán)，其主要成員除了最亮的一顆星是橙紅色巨星，其余都是藍(lán)色的年輕恒星，二者之間形成鮮明的對比。盾牌座M11，又叫野鴨星團(tuán)，是已知疏散星團(tuán)中恒星最多與最密集的一個，大約包含了2,900顆恒星。船尾座的M46是一個很亮、很大、包含很多恒星的疏散星團(tuán)，它與另一個較小的疏散星團(tuán)M47相距僅1°，使用廣角望遠(yuǎn)鏡可同時看見它們。另一個著名的疏散星團(tuán)是巨蟹座M44，它位于三垣二十八宿的鬼宿，我國叫它鬼星團(tuán)。西方人叫它“馬槽”，因為在鬼星團(tuán)的南面和北面各有一顆亮星，它們被想象成兩頭驢正在一個“馬槽”中共同進(jìn)餐。

旋渦星系

《梅西葉星表》中有27個旋渦星系（包含棒旋星系），它們是梅西葉天體中最漂亮的一類。仙女座M31位于飛馬座大正方形的東北方，肉眼清晰可見，是我們單憑肉眼就可以看見的最遙遠(yuǎn)的天體，距離220萬光年。哈勃空間望遠(yuǎn)鏡對它的觀測，顯示出它有兩個核，這是一個令人驚異的新發(fā)現(xiàn)。

獵犬座M51是一個頗具特色的星系。它以正面對著我們，在它的上方有一個較小的伴星系NGC5195，它的結(jié)構(gòu)受M51的引力作用而發(fā)生了畸變。而M51靠近NGC5195的旋臂，因受伴星系的強烈擾動作用也大大偏離了正常位置，直奔伴星系而去，形成了連接它們的物質(zhì)橋。

還有許多極具特色的旋渦星系，如大熊座M101和長蛇座M83，都是正面對著我們，以它們寬闊美麗的旋臂分別贏得了“風(fēng)車”和“南風(fēng)車”的綽號；后發(fā)座的M64，有一條非常壯觀的黑暗塵埃帶，橫亙在明亮的星系核心之前，得名黑眼睛星系或睡美人星系；室女座M104，側(cè)對著我們，星系中央隆起的亮核及環(huán)繞周圍的宇宙灰塵，使其看起來好似一頂扁扁的闊邊大草帽，得名草帽星系。

橢圓星系

《梅西葉星表》中橢圓星系12個，最著名的橢圓星系是室女座M87，是此天區(qū)最大、最亮的星系。它距銀河系較近、質(zhì)量巨大。它擁有異常大量的球狀星團(tuán)，估計總數(shù)大約為12,000個。通過光學(xué)望遠(yuǎn)鏡對它觀測，發(fā)現(xiàn)它的星系核中突出一條長約6500光年的噴流，發(fā)出強烈的藍(lán)光。在星系核的另一側(cè)還有一個較弱的噴流。通過X射線觀測，發(fā)現(xiàn)M87還是個強X射線源。人們認(rèn)為，M87的中心是一個超大質(zhì)量的黑洞，大約有66億個太陽的質(zhì)量，其黑洞的視界是海王星軌道的4倍。總之，M87是一個對天文學(xué)家充滿了誘惑的河外星系。

不規(guī)則星系

圖7 大熊座M82的多波段合成圖像（“錢德拉”x射線、“哈勃”光學(xué)、“斯匹澤”紅外

《梅西葉星表》中唯一的不規(guī)則星系是大熊座M82，也稱雪茄星系，亮度8.4等，距離地球1200萬光年。近年來，人們對M82有了新的認(rèn)識，發(fā)現(xiàn)它是一個非?；钴S的星暴星系。從M82的光學(xué)圖像上可見它的中部有奇特的濃密的塵埃帶。斯必澤空間望遠(yuǎn)鏡拍攝的M82的紅外圖像中，它的塵埃帶像紅色煙霧，形如蝴蝶的雙翅在上下飛舞，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出恒星所在范圍。以前還從來沒有見到在其他星系周圍有如此多的塵埃。M82的大量塵埃說明它正經(jīng)歷中年時代活躍的恒星形成期。年輕的恒星正在那里快速地誕生，比我們的銀河系恒星誕生的速度快10倍。M82與其臨近的大星系M81的相互作用，大概是造成這一切激烈現(xiàn)象的原因。

梅西葉撞擊坑——奇特的雙峰結(jié)構(gòu)

圖8 奇特的梅西葉雙坑

月面上以梅西葉的名字命名的撞擊坑不是一個而是一對，即梅西葉坑和梅西葉A坑。它們非常奇特而有趣，位于著名的黝黑平滑的豐富海的中心位置，很醒目。豐富海的直徑約909千米。梅西葉坑呈橢圓形，長15千米、寬8千米，深約1250米，它的形狀像一個咖啡豆，使它充滿了神秘感。梅西葉A坑位于梅西葉坑以西約20千米，呈不規(guī)則形，大約長16千米、寬11千米。令人驚訝的是，從梅西葉A坑內(nèi)壁延伸出兩道近乎平行的非常壯觀的“白色光線”，長度超過100千米，像探照燈的光束，或者是彗星的長尾巴，指向遠(yuǎn)離梅西葉坑的方向。

多年以來，梅西葉坑的成因一直是一個難解之謎。目前，科學(xué)家得出的結(jié)論是，這兩個長條狀的坑，是同一次低角度的撞擊所形成。從東（右上）向西（左下）飛過來的撞擊體，以極小的角度（與月面夾角可能小于15度）擦撞月表，剜出了這一對凹痕，同時，也形成了兩道向西延伸的明亮的物質(zhì)噴濺的痕跡。

（責(zé)任編輯 張長喜

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