梅西耶星表背後的那些天文八卦

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作者：沈環宇

編排：馮中

如果你經常翻看天文科普書籍的話，多半會碰見些帶M編號的天體，例如M13，M42，M51，M101等等。這些好似密碼一樣的神秘編號究竟代表了什麼呢？筆者小時候曾經特別留意收集這類M天體，我會從不同的天文書上將它們分門別類地摘錄下來。那感覺就像收集小浣熊水滸卡一樣。彼時互聯網還不曾普及，這樣的收集工作繁瑣而辛苦，所以到最後我也沒能收集全。長大後我才了解到，它們都是北半球天空中某些較明顯的深空天體在梅西耶星表（Messier Catalog）中的代號。梅西耶星表的完整版自1781年發表以來，迄今已有兩百多年的歷史。儘管星表中絕大部分深空天體的編號並沒有什麼明顯規律（甚至有點混亂），但那些數字與其所指代的深空天體早已深入人心。如今，許多天文愛好者與星空徹夜相伴的時候，都以梅西耶天體（Messier Objects）作為自己的首要觀測目標。梅西耶天體在業餘圈子內越來越盛行，以至於形成了像「梅西耶天體馬拉松」這樣獨特的全球文化。本文接下來的內容，便是向讀者簡要地介紹一下與梅西耶天體有關的天文知識。

梅西耶星表的身世

前文提到，梅西耶星表的完整版由法國彗星獵手查爾斯·梅西耶（Charles Messier）發表於1781年。梅西耶（參見圖1）一生獨立發現過十三顆彗星，觀測過的彗星數不勝數。法王路易十五盛讚他為「我的彗星獵人」。為了將彗星和天上的雲霧狀天體區分開，梅西耶於1760年著手編纂自己的星雲星團表，後分三卷公之於眾。第一捲髮表於1774年，記錄了M1~M45；第二捲髮表於1780年，記錄了M46~M70；第三捲髮表於1781年，記錄了M71~M103。後來，有人在梅西耶及其好友皮埃爾·梅襄（Pierre Méchain）的觀測記錄中又找到了七個曾經被他們觀測到、卻未被1781年版《梅西耶星表》記錄在案的深空天體。於是將它依次編號為M104~M110，然後擴充進來，組成了如今流傳甚廣的「現代版」梅西耶星表。

圖1，彗星獵手查爾斯·梅西耶（Charles Messier, 1730~1817）。梅西耶星表其實是他與好友皮埃爾·梅襄共同合作的成果。兩人的名字皆以M打頭，故而星表編號的首字母是M

受當時觀測能力的限制，後人發現這110個M天體並不都是真正的深空天體。其中M40是位於大熊座的一對雙星，亮度分別為9.0等和9.6等。兩星看起來相距很近，實則只是一對並無聯繫的光學雙星。本世紀間距約51角秒，比梅西耶當年觀測它們的時候分得更開些。M73是位於寶瓶座的一組四合星，也是一個彼此間並無物理關聯的小星群（asterism）。M102是1781年由梅襄在北天發現的一個星系。兩年後，他又在給約翰第三·伯努利（此人是天文學家，係數學家約翰·伯努利的孫子）的一封信中否認了這一發現，稱那不過是M101的重複記錄。不過，後人在梅西耶星表原始手稿的第102號所記錄的天區附近，的確發現了一個與其文字描述相吻合的側向星系NGC5866。梅襄當夜看到的目標是不是它，目前仍存有爭議。為了保證星表的完整性，當下的普遍做法是姑且認為NGC5866就是M102，畢竟NGC5866附近的其他星系同梅西耶星表的星系比起來都太過暗淡了。M40、M73和M102常合稱為「遺失的梅西耶天體」，儘管它們上榜「梅西耶星表」有這樣那樣的疑問，可是原則上我們仍然將其保留於星表中，與其他M天體一視同仁。

梅西耶星表的構成

總的來說，梅西耶天體共包含了七種類型的深空天體。除卻上述的三個「遺失的梅西耶天體」外，餘下的分別有：26個疏散星團、29個球狀星團、1個超新星遺迹、39個星系、1個反射星雲、6個發射星雲和4個行星狀星雲，共計106個。另有一個M24無法歸入以上任何類別。初看起來，M24好像是銀河中部一個膨大的星雲，但實際上它是盤踞在銀河系盤面上的厚重的暗星雲中間的一個空洞。透過它，人們可一窺銀河系中心的模樣。所以嚴格來講，M24不能算作一個天體，它其實是銀河的一部分。那39個星系還可以按照「哈勃星系分類法」做進一步的劃分，其中包含有8個棒旋星系、2個矮橢圓星系、6個橢圓星系、3個透鏡狀星系、19個漩渦星系和1個星暴星系。

圖2，天文愛好者使用單反相機拍攝的獵戶座大星雲。中間的紅色星雲便是火鳥星雲，它被暗帶一分為二，左側如鳥頭狀的部分即M43。左上角的暗藍色星雲名為跑步者，是一片巨大的反射星雲

對於一架口徑小於80mm的業餘天文望遠鏡來說，梅西耶星表容納了前者在北半球晴朗夜空中所能看到的大部分雲霧狀天體。因而這張星表一直是天文愛好者觀測深空的入門級星表。不過，梅西耶星表漏選了一批非常明顯而且重要的深空目標。也許有人會覺得這不過是梅西耶個人在製表時的疏忽大意。但原因其實沒這麼簡單。例如，著名的金牛座昴星團入選了梅西耶星表，排名45號，可是同樣著名的英仙座雙星團卻沒有獲得M編號。又比如獵戶座中最著名的火鳥星雲（參見圖2），入選梅西耶星表時一下獲得兩個編號：M42和M43。有人解釋說M43其實是指「火鳥」的頭，然而它們不過是被暗帶隔開的同一片星雲罷了。相信梅西耶對此心知肚明。何以梅西耶星表的成員組成如此反常？一種解釋是說查爾斯·梅西耶在1774年發表星表第一卷的時候遭遇了同行競爭。為了在星表的規模上壓對方一頭，梅西耶在星表公開前夕，又臨時添加了四個肉眼可見的明顯目標，即獵戶座大星雲M42和M43、鬼星團M44和昴星團M45，至此目標達成，因而也就沒再添加英仙座的雙星團。不過，臨時拼湊的這四個天體畢竟同梅西耶製表的初衷相悖，因而星表的後兩卷也沒有雙星團的名字。除此之外，另外一些著名的深空天體的缺席恐怕就要歸咎於梅西耶本人的失誤了。比如玉夫座的銀幣星系、仙王座的煙火星系、獵犬座的不規則星系NGC4449、寶瓶座的螺旋星雲、仙后座的貓頭鷹星團等等，以它們的亮度和觀賞性，放在梅西耶星表中毫不遜色。梅西耶當年一定沒想到自己這份簡陋的星表竟會對後世帶來如此深刻的影響（否則他會不會謹慎些呢？），以至於那些沒有獲得M編號的天體都受到了後世極大的冷落，儘管它們中的一些同樣令人驚嘆。不僅如此，受限於梅西耶本人的地理位置（法國緯度較高，可見的南天星座有限），一大批重要的南天目標都不在M星表上。為了彌補梅西耶星表的種種不足，英國業餘天文學家帕特里克·穆爾（Patrick Alfred Caldwell-Moore）曾於1995年12月快速擬定了一份科德維爾星表（Caldwell Catalogue），其中羅列了全天109個最著名的「非梅西耶天體」，並按照赤緯從北向南的順序依次排列：C1最靠近北極星，C109最靠近南天極。這份星表自發表以來一直毀譽參半，筆者不想多贅述，有興趣的讀者可自行了解參看。

— 未完 —

責任編輯：馮中

牧夫新媒體編輯部

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The Messier Objects

via feynman

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