仙女座: 它改變了人類對星係的認識
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(wan) 物盡顯此生最美豔的色彩。但對於(yu) 我們(men) 頭頂的星空來說,會(hui) 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隻會(hui) 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、代表王後的仙後座、代表勇士的英仙座和本篇文章的主角,被稱為(wei) “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(yu) 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(wei) 壁宿二,是飛馬座四邊形的其中一隻角;腰帶上為(wei) 全天第55亮星的奎宿九。仙女座之所以聲名在外,是因為(wei) 在它的中心,有個(ge) 夜空中非常著名的星係——仙女星係M31(又稱仙女座星係)。
說仙女星係著名,是因為(wei) 它非常容易被觀察到。它直徑約為(wei) 22萬(wan) 光年,距離地球約254萬(wan) 光年,所以在秋季夜空的東(dong) 北方向,在仙後座“W”開口方向的反向不遠處,就能基本確定它的位置。仙女星係的總星等為(wei) 4等,單位麵積的亮度平均為(wei) 6等,在晴朗無月的夜晚,用肉眼就能可見像一小片白色雲(yun) 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。
仙女星係是一個(ge) 典型的旋渦星係,但是由於(yu) 它是側(ce) 麵朝向我們(men) ,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(liang) 個(ge) 矮星係伴侶(lv) :在M31核心南麵的是呈圓形的、很密集的橢圓星係M32,在M31西北邊的是略微暗弱一點兒(er) 但比M32更大且長的橢圓星係M110。還有許多銀河係內(nei) 的比較暗弱的恒星充滿了這一天區,為(wei) 仙女星係增添了迷人的色彩。
在人類認識宇宙的過程中,仙女星係曾發揮了重要作用。18世紀,人們(men) 在天空中發現了模糊的延伸天體(ti) ,將其稱為(wei) 星雲(yun) 。隨著對銀河係認識的深入,天文學家們(men) 對銀河係的大小、這些星雲(yun) 是否位於(yu) 銀河係內(nei) ,以及星雲(yun) 的實質是什麽(me) 展開了討論。有科學家認為(wei) ,他們(men) 觀測到的旋渦狀星雲(yun) 是氣體(ti) 星雲(yun) ,還有一些科學家認為(wei) 它們(men) 是恒星係統。這引發了天文學史上著名的沙普利-柯蒂斯爭(zheng) 論。爭(zheng) 論過程中,沙普利和柯蒂斯兩(liang) 位天文學家都用仙女星係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係的範圍,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,將仙女星係的外圍部分分解為(wei) 單個(ge) 恒星,並在其中證認出造父變星,計算出其距離遠遠超過銀河係大小。沙普利-柯蒂斯爭(zheng) 論如此才有了最終結論:那些被稱作星雲(yun) 的延伸天體(ti) 位於(yu) 銀河係之外,實際上是和銀河係一樣的恒星係統,也即星係。仙女星係因此成為(wei) 人類確認的第一個(ge) 河外星係。
仙女星係是少數光譜藍移的星係之一,它以大約每秒300公裏的速度靠近太陽。如果考慮太陽係在銀河內(nei) 的速度,將會(hui) 發現仙女星係以100—140公裏/秒的速度接近銀河係。即使如此,這並不意味著未來會(hui) 和銀河係發生碰撞。2015年的觀測數據認為(wei) ,銀河係可能正在以每秒200公裏的速度靠近M31。即使會(hui) 發生碰撞,也是幾十億(yi) 年後的事情了。在這種情況下,兩(liang) 個(ge) 星係會(hui) 合並成一個(ge) 更巨大的星係。這對於(yu) 我們(men) 來說,是太過遙遠的事情,不足為(wei) 慮。
由於(yu) 肉眼可見,目標明顯,因此仙女星係也成為(wei) 了眾(zhong) 多天文愛好者觀測和拍攝的目標。與(yu) 普通星野拍攝不同的是,拍攝M31仙女星係需要長焦段的鏡頭或者望遠鏡,同時為(wei) 了消除地球自轉的影響,需要配備赤道儀(yi) 。拍攝完成後,一般要采用多張疊加的方式,來獲得更好的畫質和圖像效果。
秋夜如水,挑個(ge) 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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