仙女座:它改變了人類對星系的認識


仙女座:它改變了人類對星系的認識

(仙女座中的仙女星系M31 李鵬 攝(拍攝參數:佳能6D,600mm,主鏡銳星CF90,赤道儀艾頓CEM25P,ISO12800,單張曝光59秒,13張疊加))

時光荏苒,歲月如梭,轉眼間就進入了10月。在這如詩畫般的美好季節,萬物盡顯此生最美豔的色彩。但對於我們頭頂的星空來說,會進入短暫的平靜期。入夜後,夏夜壯闊的銀河在落日後匆匆西沉,而冬夜明亮的繁星也只會在後半夜才升起。此刻主導秋季夜空的,是一群活躍在古代神話中的王族星座,有代表國王的仙王座、代表王后的仙后座、代表勇士的英仙座和本篇文章的主角,被稱為“神仙姐姐”的公主星座——仙女座。

仙女座是全天88星座之一,位於大熊座的下方,在飛馬座附近。仙女座是希臘神話中的安多米達,仙女的頭為壁宿二,是飛馬座四邊形的其中一隻角;腰帶上為全天第55亮星的奎宿九。仙女座之所以聲名在外,是因為在它的中心,有個夜空中非常著名的星系——仙女星系M31(又稱仙女座星系)。

說仙女星系著名,是因為它非常容易被觀察到。它直徑約為22萬光年,距離地球約254萬光年,所以在秋季夜空的東北方向,在仙后座“W”開口方向的反向不遠處,就能基本確定它的位置。仙女星系的總星等為4等,單位面積的亮度平均為6等,在晴朗無月的夜晚,用肉眼就能可見像一小片白色雲霧的它。要是通過一架小型天文望遠鏡,就能看出它那柔和的銀白色橢圓形狀。

仙女星系是一個典型的旋渦星系,但是由於它是側面朝向我們,所以不容易看出它一條條的旋臂。通過口徑大一些的天文望遠鏡,可以看出它的一些結構,比如它的核心特別明亮,並且越往中心部分越明亮,還可以看出一部分旋臂、黑色的塵埃線等。另外還可以看到它的兩個矮星系伴侶:在M31核心南面的是呈圓形的、很密集的橢圓星系M32,在M31西北邊的是略微闇弱一點兒但比M32更大且長的橢圓星系M110。還有許多銀河系內的比較闇弱的恆星充滿了這一天區,為仙女星系增添了迷人的色彩。

在人類認識宇宙的過程中,仙女星系曾發揮了重要作用。18世紀,人們在天空中發現了模糊的延伸天體,將其稱為星雲。隨著對銀河系認識的深入,天文學家們對銀河系的大小、這些星雲是否位於銀河系內,以及星雲的實質是什麼展開了討論。有科學家認為,他們觀測到的旋渦狀星雲是氣體星雲,還有一些科學家認為它們是恆星系統。這引發了天文學史上著名的沙普利-柯蒂斯爭論。爭論過程中,沙普利和柯蒂斯兩位天文學家都用仙女星系M31中的新星來確定距離。很明顯,如果其距離遠遠超出了銀河系的範圍,問題便迎刃而解。

1923年,美國天文學家哈勃用當時世界上最大的望遠鏡,將仙女星系的外圍部分分解為單個恆星,並在其中證認出造父變星,計算出其距離遠遠超過銀河系大小。沙普利-柯蒂斯爭論如此才有了最終結論:那些被稱作星雲的延伸天體位於銀河系之外,實際上是和銀河系一樣的恆星系統,也即星系。仙女星系因此成為人類確認的第一個河外星系。

仙女星系是少數光譜藍移的星系之一,它以大約每秒300公里的速度靠近太陽。如果考慮太陽系在銀河內的速度,將會發現仙女星系以100—140公里/秒的速度接近銀河系。即使如此,這並不意味著未來會和銀河系發生碰撞。2015年的觀測數據認為,銀河系可能正在以每秒200公里的速度靠近M31。即使會發生碰撞,也是幾十億年後的事情了。在這種情況下,兩個星系會合併成一個更巨大的星系。這對於我們來說,是太過遙遠的事情,不足為慮。

由於肉眼可見,目標明顯,因此仙女星系也成為了眾多天文愛好者觀測和拍攝的目標。與普通星野拍攝不同的是,拍攝M31仙女星系需要長焦段的鏡頭或者望遠鏡,同時為了消除地球自轉的影響,需要配備赤道儀。拍攝完成後,一般要採用多張疊加的方式,來獲得更好的畫質和圖像效果。

秋夜如水,挑個晴朗的夜晚,在自家後院架起望遠鏡,去一睹“神仙姐姐”的芳容吧。


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