瑰丽的环状星云“梅西耶57”

alayavijnana 2017-10-07

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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！