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作者：沈环宇
编排：冯中
“如果你的身边恰巧有一位天文爱好者，也许你时常会看到他（她）好似蚂蚁搬家一样拖着沉重的旅行箱上山下乡，去野外观星。许多人以为他们是特地去观看什么壮观的天象。事实上，我们头顶的星空是很静谧的，除了偶尔飞逝的流星，并没有什么特别刺激眼球的东西。而他们之所以选择在那一天出行，无非是三个因素刚好凑在了一起：晴天、无月、周末休班。三者缺一不可。如果翻翻日历看一下的话，你会发现满足这三个条件的好日子一年之中也没多少。这种日子对普通人来说也许只是一个晒被子的好时机，而对天文爱好者们却意味着一场期盼已久的盛装节日。
接上篇
无独有偶，夏季夜空中最令人着迷的银河（Milky Way）看起来也是烟雾状的。西方人曾以为那是天堂中一条用牛奶铺就的道路。1609年，当伽利略把自制的天文望远镜指向银河的时候便发现它其实是一条由无数单个的恒星组成带状结构。也许是类似现象启发了后来的天文学家，有人开始猜测天上所有的云雾状天体都是未被分解开的星团。十八世纪英国著名的天文学家威廉·赫歇尔（William Herschel, 1738~1822）就曾经耗费相当大的精力用于磨制超大口径的天文望远镜，其初衷之一便是试图将更多的云雾状天体分解为单颗恒星，以证明其星团本质。然而最终的结果却有些出人意料。的确，赫歇尔利用更大的设备成功分解了一些前人难以分解的星团，但与此同时也发现了更多更加暗淡的深空天体。其数量之多出乎所有人的预料。赫歇尔不得不将它们以一千个为一组分批出版，公之于众。这便是后来NGC星表和IC星表的雏形。
到上世纪初的时候，天文学家手中口径最大的望远镜当属美国加利福尼亚州威尔逊山上的254厘米（100英寸）胡克反射望远镜。据说迈克尔逊曾用它测定参宿四的半径和距离。然而，即便是这样的巨无霸设备也只能将很少一部分深空天体分解为单颗恒星，余下的云雾状天体则被天文学家笼统地称为星云（Nebulae）。至于星云的本质究竟是“星”还是“云”，它们究竟是银河系以内的天体还是银河系以外的星系，这些问题在当时都不甚明了。不过在此之前，有人曾发现某些星云的直径同照亮它的恒星的亮度成正比，而另一些人则从M51这样的深空天体中发现了螺旋结构存在的痕迹（参见图4与图5）。美国天文学家埃德温·哈勃（Edwin P. Hubble, 1889~1953）据此猜测前者多为银河系内的云团，而后者则是一些距离我们十分遥远的恒星系统。等到1924年的时候，哈勃终于获得了支持自己猜想的关键性证据。当时，他利用威尔逊山上的望远镜成功分解出了M31附近的几颗单个恒星，然后利用造父变星法测定了它们的距离。他发现这些恒星距离我们都远达数十万光年（这个数字后来被修正到254万光年），远超当时已知的银河系尺度。由此哈勃确认了第一个河外星系的存在，即前文提到过的仙女座星云。
图4，1845年由罗斯伯爵（Lord Rosse）手绘的M51。他在使用一套口径为72英寸的反射式望远镜目视时发现了M51的螺旋结构并手绘下来。
图片来源：维基百科
图5，现代的照相设备拍摄的M51涡旋星系照片，与图4对比之下不难看出罗斯伯爵手绘的真实程度令人惊叹。
图片来源：维基百科
埃德温·哈勃的发现不仅终结了天文学界关于宇宙岛（即河外星系）是否存在的多年争论，而且澄清了深空天体的本质。如今，天文爱好者所关注的深空天体通常包含了以下八种类型的天体：1）疏散星团；2）球状星团；3）行星状星云；4）发射星云；5）反射星云；6）暗星云；7）超新星遗迹；8）星系。
下面我们分别来介绍它们。
1疏散星团和球状星团
这两类天体都是最早被发现的深空天体类型。疏散星团以前文提到的昴星团为代表。其他一些肉眼可见的疏散星团还有金牛座的毕星团（Cr50）、天蝎座的托勒密星团（M7）、南天的珠宝盒星团（NGC4755）等等。从全天分布上看，疏散星团基本都位于银河系平面附近，垂直于银河系平面的两个银极方向上则少有分布。事实上，疏散星团的成员们看起来并不总是聚集在一起的。随着天体测量技术的提高，天文学家们发现许多夜空中看似不相干的恒星，实际上却可能同属一个疏散星团，只是由于星团中心距离我们太近，难以察觉而已。这样的天体系统统称为移动星群。最著名的移动星群当属大熊座移动星群（Cr285），它的成员星囊括了从北斗七星到天兔座的许多亮星。该移动星群的中心距离地球约80光年，移动方向朝向人马座。
球状星团以前文提到的武仙座暗弱天体（即M13，武仙座大球状星团）为代表，此外，位于人马座的球状星团M22也属于最明亮的球状星团之列。不过，在南半球的天空里还隐藏着两个更大、更壮观的球状星团：半人马座欧米伽星团和杜鹃座47星团。只是它们的赤纬较低，只适合在赤道附近或南半球观赏。与疏散星团不同的是，球状星团看起来更致密，尤其是核心处，几乎不可能分辨出单个恒星。球状星团的直径一般在十光年左右，成员星数目可达十万量级。目前已经发现的系内球状星团约有150颗，以银河系核为中心呈球形分布。不过，由于我们的太阳不在银河系中心，夏、秋两季天空中的球状星团数目似乎更多一些，而冬、春两季相对较少。
2
行星状星云
行星状星云得名自它在望远镜中的形象，因为它们初看起来就像行星那样，会呈现出一个细小的圆面。不过也有面积广大的例外，例如宝瓶座的螺旋星云（NGC7293）在望远镜里看起来就有半个满月那么大。夜空中的行星状星云数目繁多，形状千奇百怪，色彩斑斓，放在一起，俨然就是银河系里的一场珠宝展示会。它们的来源多为新星爆发，有的还可以用望远镜在星云中心找到当年爆发后残留的中央星（一般是白矮星）。
3
发射星云、反射星云和暗星云
这实际上代表了星云存在的三种方式，前两种是可见的，后一种则是因为不发光的巨大星云遮挡了其背后的星光，因而看起来好像是星海中间一个神秘的空洞。最著名的暗星云当属南十字座中的煤袋星云，人们用肉眼就可以在南半球的银河中看见其轮廓（参见图6）。
图6，南十字座与煤袋星云。图中央四颗星组成的十字架便是南十字座，它左下方那一片黑色无星区域即煤袋星云。南半球的原住民早在史前时代便知晓这个星云，可是北半球的人们直到1499年才得知它的存在。煤袋星云没有正式的NGC编号。
图片来源：百度百科
发射星云和反射星云是根据星云的光谱类型来区分的，不同的光谱类型代表着完全不同的发光机制。一般来说，发射星云之所以能被看到，是因为它的附近存在炽热的恒星或者星团，星云中的氢原子被后者加热后发生电子轨道跃迁。当电子被氢原子核重新俘获的时候便会向外辐射特定波长的光子。在宇宙空间里，这种辐射以656.28纳米波长的红色H-α线为主。所以发射星云看起来都是红色的。图6的右下角就可以看到三片这样的发射星云。
相比之下反射星云的发光机理要简单得多，它实际上就是一片被附近恒星勉强照亮的暗星云。根据瑞利散射定律，光的散射能力同频率的四次方成正比。所以反射星云看起来基本都是天蓝色的。
4
超新星遗迹
这类天体中有一个如雷贯耳的成员，即梅西耶星表的第一号天体：金牛座蟹状星云。它是1054超新星膨胀至今的遗迹。它之所以著名还有另外一个原因：它是少数能被人们与历史上已知的超新星爆发事件相结合的星云遗迹。要知道，历史上多数有记录的目视超新星都没有在可见光波段留下痕迹，或者说，夜空中绝大多数的超新星遗迹都是史前时代的某次爆发留下的。比如双子座中的水母星云（Jellyfish Nebula, IC443）就来自于三千至三万年前的一次超新星爆发。
图7，哈勃色版的水母星云。
图片来源：每日天文一图（APOD）
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星系
此类天体中最著名的当属前文讲到的仙女座大星系（M31），它的规模约为银河系的两倍，距离地球254万光年，几乎是人类裸眼能看到的最远物体。距离M31不远的三角座内还有一个肉眼勉强可见的漩涡星系M33，是本星系群里仅次于M31和银河系的第三大星系。除此以外，在南半球还有两个更壮观的河外星系，即大、小麦哲伦云（Magellanic Clouds），它们都是距离我们较近的银河系伴星系。由于银河系尘埃带的阻挡，本星系群以外、肉眼可见的河外星系基本都分布在远离银道面的地方，或者说南、北银纬比较高的方向上。比如，北银极附近的狮子座、后发座、室女座、大熊座和牧夫座等等都是河外星系大量聚集之处。同理，南银极附近的鲸鱼座、凤凰座和天炉座中也分布有许多著名的星系和星系团。这些星座的深空天体均以星系为主，前四类天体较少。
如此看来，单单是深空天体就有那么多有趣的目标等着人们去探索。天文爱好者们自然也就每晚都忙得不亦乐乎了。
- 完 -
配乐：解仁江
责任编辑：冯中
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梅西耶天体周期表
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