瑰丽的环状星云“梅西耶57”
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哈勃望远镜拍摄的环状星云“梅西耶57”(MESSIER 57)照片。
十八世纪,法国天文学家查尔斯·梅西耶在观察彗星时,对夜空中位置固定的发散状星云进行了记录。世纪末,为了避免其他天文学家将星云误作彗星,梅西耶编制了一个目录,收录了大约100个明亮的星云。这个目录被称为梅西耶星云星团目录,现在仍然发挥着重要作用。
目录中记载的其中一个天体就是环状星云“梅西耶57”。该星云位于天琴座方向,距离地球2300光年。环状星云“梅西耶57”临近夏季大三角组星之一、天琴座最明亮的织女星,用双目镜或小型望远镜就能够轻松观察到。夏季的东南方高空里,天琴座的织女星、天鹅座的天津四及天鹰座的牛郎星会组成三角形,称之为夏季大三角。
你所观察到的:
在这里,你看到一颗太阳般恒星的残骸,该恒星质量可能是太阳的两倍,但现在剩下的只是一个曾经燃烧超过10万开尔文温标的白矮星。其周围是一个大约2到3光年范围的包层,但在6000到8000年前,在辐射作用下形成了类似圆柱的形状。从上往下看,就像一个烟圈,从时间上来看,这就是米拉星之类的恒星演化发展的最终结局。
这种天体就是行星状星云,很早以前望远镜精度不够,看上去很像行星,所以就叫做了这个名字。但位于环状星云“梅西耶57”中央的恒星并不比类地行星大。它是一颗距离我们2300光年的白矮星,其本征亮度比太阳高50-100倍。
梅西耶57最美丽的地方是它的光环,有时候也被称作“发辫”,实际上,环状星云事实上是一个球状星云,由于我们是从遥远的地方去看这个球状的气体壳层,因此看到的星云外围部分的物质要比中心部分的厚得多。因此,我们就将这个球状气体星云看成了环状星云。C·R·奥德尔等人于2003年进行的一项研究发现:
“我们通过哈勃太空望远镜上的宽视野行星照相机WFPC2,研究了距离我们最近的明亮行星星云,对位于宝瓶座的行星状星云-螺旋星云(也称为NGC 7293)中的密集节点特征进行了描述。我们在所有的星云中都发现了节点,这说明星云中普遍存在着节点,之前因为距离遥远而没有发现。节点是在星云生命周期的早期形成的,很有可能是在星云的电离波前不稳定作用下形成的。波前穿过后,节点暴露于中央恒星的光致电离辐射场,导致节点出现变化。这就可以解释星云演化不同阶段,节点出现的不同外形,例如,仅在行星状星云“IC 4406”能够观察到花状丝边,行星状星云“NGC 7293”中可以看到极端高度对称的彗星状节点。行星状星云NGC 2392、NGC 6720及NGC 6853均可观察到节点的不同中间态形状,其实代表着星云演化的不同中间阶段。
但是,通过不同频率光波对行星状星云进行研究,我们能够发现更多的信息。还可以通过斯皮策空间望远镜,发现星云之美!M·M·罗斯在2007年的一项研究中解释说:
“类似于H II区域、行星状星云、新星、赫比格-哈罗天体等的发射星云,可以看作是银河系中的扩展天体,也可看作是其他星系的点源,它们能够发出显著的辐射线,在很远的距离上都能观测得到。”该望远镜还显示,3D光谱学是一个强有力的工具,通过设定特殊观测极限,可用于观察大型发射星云,以及遥远的银河系外天体。
观测历史:
这个深空天体是由安托万·达凯尔于1779年1月观测发现的,他写道:
“据我所知,这个星云还未被其他天文学家发现。只有非常好的望远镜才能够观测到它,它和已知的星云都很不一样,其大小和木星差不多,形状为圆形,轮廓明显,在冬秋季节转换时,会发出暗淡光芒,很像月球的阴暗面。同时,该星云表面的中央区域比其他区域还要暗淡。”
尽管达凯尔没有记录发现日期,但一般认为,他是在1779年1月31日,在梅西耶之前独立发现该星云的,梅西耶也认为,是达凯尔首先发现的:
“1779年,我在观测彗星时,因为彗星距离天琴座很近,在该星座的γ星及β星之间发现了一个光束,这个圆形光束很有可能是由小型恒星组成的,即便是高性能望远镜也难以对这些小型恒星进行辨别和观测,只能预测该区域可能具有小型恒星。梅西耶在1779年的彗星观测报告中记录了这个光束。图卢兹的达凯尔在观测同一彗星时也发现了该光束,他说,天琴座γ星及β星之间的星云非常安盘,但轮廓明显,如木星般大小,非常像一颗暗淡的行星。”
多年以后,弗里德里希·威廉·赫歇尔爵士也利用更好的望远镜发现了环状星云“梅西耶57”,他在个人日记中写道:
“我在奇妙的天空中发现了一个星云,其中央有一个常规、同心的黑点,四周是一个恒星环。形状为椭圆,短轴与长轴之比为83:100,其恒星环同太阳与星云中央连线呈56度角。颜色斑驳,星云之北可见三颗很暗的恒星,星云之南可见1-2颗恒星。长轴之顶亮度同其余区域相比,亮度较低。附近确有几颗小恒星,但却不属于该星云。”
斯迈思将军随后几年也进行了更加详细的观测:
“天琴座γ星及β星的环状星云,同另外两颗星等为9的恒星形成了夏季大三角,星云为椭圆形状,主轴倾向为西南到东北。达凯尔于1779年发现了这个天体,但达凯尔及其同时代的梅西耶、梅香均未能发现它的真实形状,只在光环中观察到行星盘一样的,颜色昏暗的一团亮光。”
“弗里德里希·威廉·赫歇尔爵士把它称为孔状分解星云,将其当作太空中又一令人好奇的天体。他认为,长轴之顶亮度同其余区域相比,亮度较低,他后来补充说,通过20英尺口径的望远镜进行观测,发现构成星云的恒星距离我们的距离可能要超过900倍,可能为950倍。”
“这一发现体现了丰富到难以想象的宇宙空间尺度,一颗以500英里/小时速度飞行的炮弹,需要数百万年才能够飞到天狼星,那么,要飞过950倍距离的太空,需要的时间将会更加漫长!然而,即便我们能够到达那里,而且还能够进行观察,该星云的上万个遥远而拥挤的星系系统仍然会让我们脑洞大开。”
“我通过折射望远镜发现,这个星云呈现单独的外形,中空部分为黑色,标志星云中部有孔状结构。在有利条件下,如果观测设备能够按照赤道时钟平滑移动,就能够观测到神秘太空中,这个环状星云的奇异现象。所附的草图对其做了简单描述。但是,约翰·赫歇尔爵士发现,星云内部并非绝对黑暗。他说,中部具有虽然微弱、但确实存在的星云光芒,之前还从未观测到。”
约翰·赫歇尔爵士做出该观测发现后,罗斯爵士通过更加强大的望远镜对这个天体进行了观测,发现星云短轴有明显的分解现象。填充星云的暗淡星云物质,呈不规律状分布,形成多个条状或片状,向太空伸展,让光环显得不再那么圆滑,条片的最亮区域朝主轴方向延伸。
定位环状星云“梅西耶57”:
这非常容易,它位于天琴座最西端的γ星及β星之间,具体位置在从β星到γ星直线距离的1/3处。虽然用双目镜就能够轻易发现,但因体积太小,进行定位却有些困难,双目镜要非常稳定,这样才能够将其从附近的恒星区域中辨别出来。
甚至是使用功率很小的望远镜,你也能很快发现这个很小、但很圆的环状天体,并放大进行观察。尽管视觉亮度较低,但在一般光照条件也能够观测到环状星云“梅西耶57”,甚至在月光中也可以。通过大口径望远镜还能够轻松观察到星云的环状结构,以及星云中央的恒星。希望你也能够看到变化多端的环状星云!
天琴座中,环状星云“梅西耶57”的位置。
以下是该星云的简要情况,方便大家进行观测:
天体名称:梅西耶57
其他名称:M57、NGC 6720、环状星云
天体类型:行星状星云
星座:天琴座
赤经:18 :53.6 (h:m)
赤纬:+33 :02 (deg:m)
距离:2.3 (kly)
视星等:8.8 (mag)
视径:1.4×1.0 (arc min)
我们曾经在今日宇宙网撰写了很多关于梅西耶天体的文章。其中,塔米·普罗特纳写过关于梅西耶天体以及蟹状星云的介绍性文章,戴维·迪基森写过2013及2014年度梅西耶马拉松的文章。梅西耶马拉松是指有组织的天文爱好者,在一夜内寻找到尽可能多的梅西耶天体的比赛活动。
来源:http://www.universetoday.com
译者:朱川
责编:钟狼将
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