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這將是你做過的最難的觀察,但同時也是最值得的。

與一些深空天體不同,星系很難看清。它們的光很發散,而且細節往往很模糊。儘管如此,新手可能會好奇,由超過一萬億個單個恆星組成的物體怎麼會如此難以觀測。當然,答案是距離。

風車星系(M33)位於三角座。雖然它的震級相當於5.7級,但它分佈在67‘乘41.5’的區域內。這使得它的表面亮度很低。咱們慢慢切換到高倍目鏡,來研究其螺旋臂的濃度。

星系如此遙遠,以至於除了少數幾個星系外,它們看起來又小又暗。

先進的觀測者認為觀測遙遠的星系是一項挑戰。我認識一個業餘愛好者,他從8英寸的望遠鏡換到12英寸的,然後換到16英寸的,我寫這篇文章時,他換了24英寸的望遠鏡。每換一個新的望遠鏡,他觀察到的星系就變得越來越模糊,每次都達到了望遠鏡能看到的極限。

觀測可能不適合你。但沒關係。那兒的很多星系都相對明亮。

雪茄星系(M82)位於博德星系(M81)正南37‘處。把望遠鏡對準它,你可能會認為你看到了星系爆炸。其實你看到的是典型的恆星爆發星系。M82的表面亮度比大多數星系都大。為了解釋它的意義,我們將M82和M81在目鏡中進行比較。雖然M82的亮度比M81低了一度半,但它看起來和M81差不多亮。

除了銀河系的亮度(以大小給出)外,你還必須計算其表面亮度-星系的大小除以其面積。對於小星系來說,表面亮度是以每平方弧分或每平方弧秒的量級表示的。

我已故的朋友傑夫•梅德剋夫(Jeff Medkeff)制定了一條簡單的法則來衡量一個星系的觀測困難度。把星系大小和表面亮度相乘,數字越大(沒有單位,只有數字),星系就越難觀測。這個法則為衡量星系的觀測困難度提供了很好的標準。

觀察前

根據我的經驗,決定你星系觀測進展的主要因素有六個。

1.星系的大小

你可能是這顆行星最偉大的觀察者,但如果你試圖用4英寸的望遠鏡來觀察星系,你的觀察日誌中只能記錄一些粗糙的形狀和描述,如“暗示”和“小而模糊”。這是不可能的。如果你想觀察星系——我的意思是真正地通過望遠鏡有一些收穫——你必須使用孔徑為8英寸或更大的望遠鏡。

博德星系(M81)的亮度足以讓人們通過雙筒望遠鏡看到它,但你用的望遠鏡倍數越高,效果越好。用8英寸的望遠鏡,你會看到一個大的明亮的中心區域圍繞著更明亮的核心。通過12英寸的望遠鏡,你會發現螺旋臂是如何緊緊地纏繞在核心上的。最東邊的手臂看起來更亮。不過,任何尺寸的業餘望遠鏡都無法探測到塵埃帶或恆星形成區域。

2.要有耐心

羅馬不是一天建成的。同樣,星系也不會被人在一分鐘內了解透徹。首先是它的整體形狀。它是圓的、橢圓形的、長方形的或三角形的嗎?(在這個階段,任何描述都不錯。)接下來,看看亮度的分佈方式。有中央密集體嗎?有其他明亮的地方嗎?注意視野中的恆星。與場星相比,星系或其明亮的部分是怎樣的?

3.用高倍望遠鏡

不管你用什麼目鏡,你必須找到你的目標星系。然後開始增大倍數。

在我看來,新手觀察者犯的最大的錯誤之一是認為較低倍數的望遠鏡更容易發現銀河系。事實上,高倍望遠鏡會增強星系和天空背景之間的對比度。羅傑•N•克拉克(Roger N.Clark)在其著作《深空視覺天文學》(劍橋大學出版社,1990)中詳細闡述了它的真實性。

銀幣星系(NGC253)是觀察者們最喜歡的十大星系之一——它真的很棒。然而,它並沒有特別高的“知名度”,因為從北部地區看,它位於南部天空的較低位置。梅西耶沒有注意到它。

4.堅持下去

在觀察星系時,目鏡上的體驗從來都不重要;當我剛開始觀察時,當時目鏡上的無定形斑點,現在顯示出大量模糊的細節。

當你開始觀察星系時,特別是在富饒的區域,如后髮座和處女座,要仔細檢查視野。你的望遠鏡可能會觀察到星圖上沒有的小星系。

5.濾光片會有用

星系從不同型別的物體組合發出光。因此,它們的光譜基本上是連續的。濾光片會去除一些星系的光線,使微弱的目標更加難以觀測。

在一些情況下,光汙染濾光片可能會有用,但如果你的鏡頭很小,那麼它們就沒用了。一些有大鏡頭的觀察者用82A濾光片來觀察星系,因為它可以減弱高層大氣的自然輝光。

其他的觀察者同時使用淺藍色濾光片和深藍色濾光片來觀察明亮的螺旋星系,因為它們增強了裝備的對比度。雖然結果各不相同,但這項技術確實適用於漩渦星系(M51)、南部漩渦星系(M83)和其他星系。

南方小齒輪星系(M83)是北半球觀察者所能看到的最棒的帶條螺旋星系。它幾乎是面朝上的,所以你可以通過孔徑只有6英寸的望遠鏡看到它的螺旋結構。它的核心小而圓,棒延向東北和西南延伸。兩個旋臂都很容易看到,但從棒的東北端向南纏繞的旋臂更好看。

6.由天空決定

你的望遠鏡是否能在任何特定的夜晚為你提供極好的視野,這是你無法控制的。視覺或大氣的穩定性限制了你能觀察到的細節數量。

一些業餘天文學家認為,由於星系是延伸的物體,所以視覺對它們的影響沒有對雙星的大。雖然星系確實相對較大,但你試圖從中找出的細節(旋臂結構、恆星凝聚等)卻很小,而這些細節完全取決於夜晚的視野。

觀察什麼

為了成功地通過中型望遠鏡觀察細節,請遵循查爾斯•梅西耶目錄中的螺旋線,尤其是M31、M33、M51、M64、M81、M83、M106和M108。對於使用大型望遠鏡的觀察者,請嘗試M61、M91和M95,以及NGC 1395。這四個物體是棒旋星系。當放大率足夠大時,你就可以很容易地看到金屬棒和旋臂。

從視覺上觀察詳細的螺旋結構,就像你在圖片中看到的,需要一個大望遠鏡。我喜歡用20英寸的望遠鏡和更大的望遠鏡來完成這項工作。我沒有那麼大的望遠鏡,但我確實儘可能多地參加星空派對——而且我有很多觀星的朋友。通過小鏡頭,我經常看到人們所說的斑駁(光與暗交替的模式),這可能暗示著旋臂的存在,但並不是對旋臂的真實觀察。

不規則星系是最小的一類星系,但在我看來,它們遠比橢圓星系有趣,橢圓星系是最大的一類星系。大多數不規則較微弱,但也有例外。北方業餘天文學家的紅外不規則星系之王是大熊座的M82。在南半球,很明顯,大麥哲倫星雲和小麥哲倫星雲由於其緊密性,在任何時候都是最亮的星系。位於斯卡普托爾的南雪茄星系(NGC 55),位於卡納維納蒂奇的考德威爾21(NGC 4449),位於半人馬座的半人馬座A(NGC 5128),和位於人馬座的巴納德星系(NGC 6822),是其他相對較亮的不規則星系。

鯨魚星系(NGC 4631)經歷了一個小星系(NGC 4627)的近距離穿越,這在很久以前就攪動了一切。它的中心區域是恆星形成的漩渦。通過12英寸或更大的望遠鏡可以看到巨大的恆星團沿著螺旋臂排列。如果你有幸通過一個孔徑大於16英寸的望遠鏡觀察到NGC4631,找找在明亮區域由塵埃和冷氣體組成的暗區。

星系團

如果你有夠大的鏡頭和足夠的耐心,觀察星系團對你來說可能是個不錯的選擇。這種由相互引力連線在一起的星系群,可以包含少數星系或一千多個星系。如果你是新手,請注意星系團和星系是完全不同的。前者是一組恆星(也稱為開放星團)。後者是一組星系。

兩個流行的星系團是處女座星系團和天頂星系團。處女座星系團距地球約5000萬光年,對於一個星團來說它很亮。許多梅西耶天體是它的成員,包括m49(最亮)、m58、m60、m84、m85、m86、m87、m88、m89、m90、m98、m99和m100。此外,超過一百個相當明亮的NGC星系屬於處女座星系團。

雖然處女座星團是此類星團中最著名的,但許多觀察者認為福納星團對業餘天文學家來說是最好的,因為它包含了18個有趣的星系。最亮的是Fornax A(NGC 1316),視覺強度為8.8,表面亮度為12.7。NGC1399(視覺強度9.8,表面亮度12.3)是第二個最容易看到的星系。NGC 1365(視覺強度9.5,表面亮度13.7)第三。這是一張帶有開放式螺旋臂的條形螺旋麵。通過一個寬視野、大功率目鏡的大鏡頭,您將能發現多達10個天爐座星系團成員。

你有大望遠鏡嗎?把它指向北冕,努蘇坎西南方向2°的頭部(β[b]北冕),並指向星系團亞伯爾2065。即使在16英寸的鏡頭下,觀察這種精細的物體也是種挑戰。在圍繞這個星系團的半度場中,你將看到六個星系。

與星系團有關的最著名的是美國天文學家喬治•O•阿貝爾的名字。1958年,他公佈了一份由2712個北星系團(最南邊是赤緯27度)組成的名單。阿貝爾死後,完成了一份南部星系團的名單(編號2713到4076)。南方天體的補充目錄包含1174個額外的星系團,這些星系團被認為不夠豐富或距離太遠,沒有被包含在主目錄中。它們有後綴-s,如abell 696s。

事實上,最亮的阿貝爾簇可以為大鏡頭使用者提供足夠的滿足感。不幸的是,成千上萬的團體將永遠在業餘裝備的範圍之外。

對於其他星系團,請嘗試觀察希克森星表中最亮的成員。加拿大天文學家保羅•希克森於1994年創作了緊湊星系群地圖集。這本書包含了100個星系團,包括一些著名的星系團,如斯蒂芬的五重奏。如果你是新手,不要買這本書;這是寫給有大望遠鏡的業餘天文學家看的書。

在這張圖中NGC 4395看起來令人印象深刻。但是,因為它的測量值為13.2’x 11’,所以它的表面亮度較低。所以你需要用巨大的業餘望遠鏡來仔細觀察它的細節。

星系目錄

有許多種星系目錄。其中較好的一些是星系的形態目錄(縮寫為MCG),它包含30642個天體,Zwicky星系目錄(ZC)包含19367個天體,Uppsala總目錄(UGC)包含12921個天體,以及歐洲彙編的南部星系目錄(SGC)。南方天文臺,有5476個天體。所有這些目錄都為所包含的星系提供了正確的赤經和赤緯位置,並精確到幾弧秒。

但對於星系來說,最好的參考來源是NASA/IPAC銀河系外資料庫(NED)。如果你需要一個星系的資訊,先試試NED。它囊括了4.71億個天體的資料。上述所有目錄都是NED的子集。謝天謝地,這個奇妙的資源可以在網上找到。準備好被嚇一跳吧!

你的任務

如果你是一個初學者的話,星系觀測對你來說會很有吸引力。幸運的是,你有我作為你的嚮導,我給你一個出發點:在第46頁,你會發現按升序排列的亮度在10級以上的星系列表。這些都是通過大型業餘望遠鏡觀察到的,在黑暗處用6到12英寸的望遠鏡觀察也不錯。然後可以觀察更模糊的目標。慢慢來,你很快會發現的,每個星系都有很多東西供你觀察。

所有影象由Adam Block/Mount Lemmon SkyCenter/ University of Arizona提供

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

3. 椰子軟糖- Michael E. Bakich

  • mRNA疫苗可誘導對SARS-CoV-2及其多種擔憂的變體的持久免疫記憶
  • 太陽表面溫度很高,地球內部溫度更高,宇宙中最高溫度是多少?