八大行星——火星-地球-金星-水星-M81介紹

火 星

英文名: Mars　　火星為距太陽第四遠，也是太陽系中第七大行星：　　火星基本參數：　　軌道半長徑： 22794萬 千米 (1.52 天文單位)　　公轉周期： 686.98 日　　平均軌道速度： 24.13 千米/每秒　　軌道偏心率： 0.093　　軌道傾角： 1.8 度　　行星赤道半徑： 3398 千米　　質量(地球質量＝1)： 0.1074　　密度： 3.94 克/立方厘米　　自轉周期： 1.026 日　　自轉方向:自西向東　　衛星數： 2　　公轉軌道: 離太陽227,940,000 千米 (1.52 天文單位)　　火星(希臘語: 阿瑞斯)被稱為戰神。這或許是由於它鮮紅的顏色而得來的；火星有時被稱為「紅色行星」。（趣記：在希臘人之前，古羅馬人曾把火星作為農耕之神來供奉。而好侵略擴張的希臘人卻把火星作為戰爭的象徵）而「三月」的名字也是得自於火星。　　火星在史前時代就已經為人類所知。由於它被認為是太陽系中人類最好的住所（除地球外），它受到科幻小說家們的喜愛。但可惜的是那條著名的被Lowell「看見」的「運河」以及其他一些什麼的，都只是如Barsoomian公主們一樣是虛構的。　　第一次對火星的探測是由水手4號飛行器在1965年進行的。人們接連又作了幾次嘗試，包括1976年的兩艘海盜號飛行器（左圖）。此後，經過長達20年的間隙，在1997年的七月四日，火星探路者號終於成功地登上火星（右圖）。　　火星的軌道是顯著的橢圓形。因此，在接受太陽照射的地方，近日點和遠日點之間的溫差將近30攝氏度。這對火星的氣候產生巨大的影響。火星上的平均溫度大約為218K（-55℃，-67華氏度），但卻具有從冬天的140K（-133℃，-207華氏度）到夏日白天的將近300K（27℃，80華氏度）的跨度。儘管火星比地球小得多，但它的表面積卻相當於地球表面的陸地面積。　　除地球外，火星是具有最多各種有趣地形的固態表面行星。其中不乏一些壯觀的地形：　　－ 奧林匹斯山脈：它在地表上的高度有24千米（78000英尺），是太陽系中最大的山脈。它的基座直徑超過500千米，並由一座高達6千米（20000英尺）的懸崖環繞著（右圖）；　　－ Tharsis: 火星表面的一個巨大凸起，有大約4000千米寬，10千米高；　　－ Valles Marineris: 深2至7千米，長為4000千米的峽谷群（標題下圖）；　　－ Hellas Planitia: 處於南半球，6000多米深，直徑為2000千米的衝擊環形山。　　火星的表面有很多年代已久的環形山。但是也有不少形成不久的山谷、山脊、小山及平原。　　在火星的南半球，有著與月球上相似的曲型的環狀高地（左圖）。相反的，它的北半球大多由新近形成的低平的平原組成。這些平原的形成過程十分複雜。南北邊界上出現幾千米的巨大高度變化。形成南北地勢巨大差異以及邊界地區高度劇變的原因還不得而知（有人推測這是由於火星外層物增加的一瞬間產生的巨大作用力所形成的）。最近，一些科學家開始懷疑那些陡峭的高山是否在它原先的地方。這個疑點將由「火星全球勘測員」來解決。　　火星的內部情況只是依靠它的表面情況資料和有關的大量數據來推斷的。一般認為它的核心是半徑為1700千米的高密度物質組成；外包一層熔岩，它比地球的地幔更稠些；最外層是一層薄薄的外殼。相對於其他固態行星而言，火星的密度較低，這表明，火星核中的鐵（鎂和硫化鐵）可能含帶較多的硫。　　如同水星和月球，火星也缺乏活躍的板塊運動；沒有跡象表明火星發生過能造成像地球般如此多褶皺山系的地殼平移活動。由於沒有橫向的移動，在地殼下的巨熱地帶相對於地面處於靜止狀態。再加之地面的輕微引力，造成了Tharis凸起和巨大的火山。但是，人們卻未發現火山最近有過活動的跡象。雖然，火星可能曾發生過很多火山運動，可它看來從未有過任何板塊運動。　　火星上曾有過洪水，地面上也有一些小河道（右圖），十分清楚地證明了許多地方曾受到侵蝕。在過去，火星表面存在過乾淨的水，甚至可能有過大湖和海洋。但是這些東西看來只存在很短的時間，而且據估計距今也有大約四十億年了。（Valles Marneris不是由流水通過而形成的。它是由於外殼的伸展和撞擊，伴隨著Tharsis凸起而生成的）。　　在火星的早期，它與地球十分相似。像地球一樣，火星上幾乎所有的二氧化碳都被轉化為含碳的岩石。但由於缺少地球的板塊運動，火星無法使二氧化碳再次循環到它的大氣中，從而無法產生意義重大的溫室效應。因此，即使把它拉到與地球距太陽同等距離的位置，火星表面的溫度仍比地球上的冷得多。　　火星的那層薄薄的大氣主要是由余留下的二氧化碳（95.3％）加上氮氣（2.7％）、氬氣（1.6％）和微量的氧氣（0.15％）和水汽（0.03％）組成的。火星表面的平均大氣壓強僅為大約7毫巴（比地球上的1％還小），但它隨著高度的變化而變化，在盆地的最深處可高達9毫巴，而在Olympus Mons的頂端卻只有1毫巴。但是它也足以支持偶爾整月席捲整顆行星的颶風和大風暴。火星那層薄薄的大氣層雖然也能製造溫室效應，但那些僅能提高其表面5K的溫度，比我們所知道的金星和地球的少得多。　　火星的兩極永久地被固態二氧化碳（乾冰）覆蓋著。這個冰罩的結構是層疊式的，它是由冰層與變化著的二氧化碳層輪流疊加而成。在北部的夏天，二氧化碳完全升華，留下剩餘的冰水層。由於南部的二氧化碳從沒有完全消失過，所以我們無法知道在南部的冰層下是否也存在著冰水層（左圖）。這種現象的原因還不知道，但或許是由於火星赤道面與其運行軌道之間的夾角的長期變化引起氣候的變化造成的。或許在火星表面下較深處也有水存在。這種因季節變化而產生的兩極覆蓋層的變化使火星的氣壓改變了25％左右（由海盜號測量出）。　　但是最近通過哈博望遠鏡的觀察卻表明海盜號當時勘測時的環境並非是典型的情況。火星的大氣現在似乎比海盜號勘測出的更冷、更幹了（詳細情況請看來自STScI站點）。　　海盜號嘗試過作實驗去決定火星上是否有生命，結果是否定的。但樂觀派們指出，只有兩個小樣本是合格的，並且又並非來自最好的地方。以後的火星探索者們將繼續更多的實驗。　　一塊小隕石（SNC隕石）被認為是來自於火星的。　　1996年8月6日，戴維?朱開(David McKay) 等人宣稱，在火星的隕石中首次發現有有機物的構成。那作者甚至說這種構成加上一些其他從隕石中得到的礦物，可以成為火星古微生物的證明。（左圖？）　　如此驚人的結論，但它卻沒有使有外星人存在這一結論成立。自以戴維?朱開發表意見後，一些反對者的研究也被發布。但任何結論都應當「言之有理，言之有據」。在沒有十分肯定宣布結論之前仍有許多事要做。　　在火星的熱帶地區有很大一片引力微弱的地方。這是由火星全球勘測員在它進入火星軌道時所獲得的意外發現。它們可能是早期外殼消失時所遣留下的。這或許對研究火星的內部結構、過去的氣壓情況，甚至是古生命存在的可能都十分有用。　　在夜空中，用肉眼很容易看見火星。由於它離地球十分近，所以顯得很明亮。邁克?哈衛的行星尋找圖表顯示了火星以及其它行星在天空中的位置。越來越多的細節，越來越好的圖表將被如星光燦爛這樣的天文程序來發現和完成。

地 球

英文:earth　　地球是距太陽第三顆，也是第五大行星：　　軌道半徑: 149,600,000 千米 (離太陽1.00 天文單位)　　行星直徑: 12,756.3 千米　　質量: 5.9736e24 千克　　赤道引力(地球=1) 1.00　　逃逸速度(公里/秒) 11.2　　自轉周期(日) 0.9973　　公轉周期（日）365.2422　　黃赤交角(度) 23.26　　反照率 0.30　　自轉方向:自西向東　　地球是唯一一個不是從希臘或羅馬神話中得到的名字。Earth一詞來自於古英語及日耳曼語。這裡當然有許多其他語言的命名。在羅馬神話中，地球女神叫Tellus－肥沃的土地（希臘語：Gaia, 大地母親）　　直到16世紀哥白尼時代人們才明白地球只是一顆行星。　　地球，當然不需要飛行器即可被觀測，然而我們直到二十世紀才有了整個行星的地圖。由空間拍到的圖片應具有合理的重要性；舉例來說，它們大大幫助了氣象預報及暴風雨跟蹤預報。它們真是與眾不同的漂亮啊！　　地球由於不同的化學成分與地震性質被分為不同的岩層（深度－千米）：　　0- 40 地殼　　40- 400 Upper mantle - 上地幔　　400- 650 Transition region - 過渡區域　　650-2700 Lower mantle - 下地幔　　2700-2890 D"" layer - D"層　　2890-5150 Outer core - 外核　　5150-6378 Inner core - 內核　　地殼的厚度不同，海洋處較薄，大洲下較厚。內核與地殼為實體；外核與地幔層為流體。不同的層由不連續斷面分割開，這由地震數據得到；其中最有名的有數地殼與上地幔間的莫霍面－不連續斷面了。　　地球的大部分質量集中在地幔，剩下的大部分在地核；我們所居住的只是整體的一個小部分（下列數值×10e24千克）:　　大氣 = 0.0000051　　海洋 = 0.0014　　地殼 = 0.026　　地幔 = 4.043　　外地核 = 1.835　　內地核 = 0.09675　　地核可能大多由鐵構成（或鎳/鐵），雖然也有可能是一些較輕的物質。地核中心的溫度可能高達7500K，比太陽表面還熱；下地幔可能由硅，鎂，氧和一些鐵，鈣，鋁構成；上地幔大多由olivene，pyroxene(鐵/鎂硅酸鹽)，鈣，鋁構成。我們知道這些金屬都來自於地震；上地幔的樣本到達了地表，就像火山噴出岩漿，但地球的大部分還是難以接近的。地殼主要由石英（硅的氧化物）和類長石的其他硅酸鹽構成。就整體看，地球的化學元素組成為：　　34.6% 鐵　　29.5% 氧　　15.2% 硅　　12.7% 鎂　　2.4% 鎳　　1.9% 硫　　0.05% 鈦　　地球是太陽系中密度最大的星體。　　其他的類地行星可能也有相似的結構與物質組成，當然也有一些區別：月球至少有一個小內核；水星有一個超大內核（相當於它的直徑）；火星與月球的地幔要厚得多；月球與水星可能沒有由不同化學元素構成的地殼；地球可能是唯一一顆有內核與外核的類地行星。值得注意的是，我們的有關行星內部構造的理論只是適用於地球。　　不像其他類地行星，地球的地殼由幾個實體板塊構成，各自在熱地幔上漂浮。理論上稱它為板塊說。它被描繪為具有兩個過程：擴大和縮小。擴大發生在兩個板塊互相遠離，下面湧上來的岩漿形成新地殼時。縮小發生在兩個板塊相互碰撞，其中一個的邊緣部份伸入了另一個的下面，在熾熱的地幔中受熱而被破壞。在板塊分界處有許多斷層（比如加利福尼亞的San Andreas斷層），大洲板塊間也有碰撞（如印度洋板塊與亞歐板塊）。目前有六大板塊：　　美洲板塊 － 北美洲，南美洲，西大西洋及格陵蘭島　　南極板塊 － 南極洲及沿海　　歐亞板塊 － 東北大西洋，歐洲及除印度外的亞洲　　非洲板塊 － 非洲，東南大西洋及西印度洋　　印度洋板塊 － 印度，澳大利亞，紐西蘭及大部分印度洋　　太平洋板塊 － 大部分太平洋（及加利福尼亞南岸）　　還有超過廿個小板塊，如阿拉伯，菲律賓板塊。地震經常在這些板塊交界處發生。繪成圖使得更容易地看清板塊邊界。　　地球的表面十分年輕。在50億年的短周期中（天文學標準），不斷重複著侵蝕與構造的過程，地球的大部分表面被一次又一次地形成和破壞，這樣一來，除去了大部分原始的地理痕迹（比如星體撞擊產生的火山口）。這樣一來，地球上早期歷史都被清除了。地球至今已存在了45到46億年，但已知的最古老的石頭只有40億年，連超過30億年的石頭都屈指可數。最早的生物化石則小於39億年。沒有任何確定的記錄表明生命真正開始的時刻。　　71％的地球表面為水所覆蓋。地球是行星中唯一一顆能在表面存在有液態水（雖然在土衛六的表面存在有液態乙烷與甲烷，木衛二的地下有液態水）。我們知道，液態水是生命存在的重要條件。海洋的熱容量也是保持地球氣溫相對穩定的重要條件。液態水也造成了地表侵蝕及大洲氣候的多樣化，目前這是在太陽系中獨一無二的過程（很早以前，火星上也許也有這種情況）。　　地球的大氣由77％的氮，21％氧，微量的氬、二氧化碳和水組成。地球初步形成時，大氣中可能存在大量的二氧化碳，但是幾乎都被組合成了碳酸鹽岩石，少部分溶入了海洋或給活著的植物消耗了。現在板塊構造與生物活動維持了大氣中二氧化碳到其他場所再返回的不停流動。大氣中穩定存在的少量二氧化碳通過溫室效應對維持地表氣溫有極其深遠的重要性。溫室效應使平均表面氣溫提高了35攝氏度（從凍人的-21℃升到了適人的14℃）；沒有它海洋將會結冰，而生命將不可能存在。　　豐富的氧氣的存在從化學觀點看是很值得注意的。氧氣是很活潑的氣體，一般環境下易和其他物質快速結合。地球大氣中的氧的產生和維持由生物活動完成。沒有生命就沒有充足的氧氣。　　地球與月球的交互作用使地球的自轉每世紀減緩了2毫秒。當前的調查顯示出大約在9億年後，一年有481天又18小時。　　地球的衛星:月球(月亮)[moon]　　月球俗稱月亮，也稱太陰。在太陽系中是地球唯一的天然衛星。月球是最明顯的天然衛星的例子。在太陽系裡，除水星和金星外，其他行星都有天然衛星。月球的年齡大約有46億年。月球有殼、幔、核等分層結構。最外層的月殼平均厚度約為60-65公里。月殼下面到1000公里深度是月幔，它佔了月球的大部分體積。月幔下面是月核，月核的溫度約為1000度，很可能是熔融狀態的。月球直徑約3476公里，是地球的3/11。體積只有地球的1/49，質量約7350億億噸，相當於地球質量的1/81，月面的重力差不多相當於地球重力的1/6。

金 星

英文名：Venus　　八大行星之一，中國古代稱之為太白或太白金星。它有時是晨星，黎明前出現在東方天空，被稱為「啟明」；有時是昏星，黃昏後出現在西方天空，被稱為「長庚」。金星是全天中除太陽和月亮外最亮的星，猶如一顆耀眼的鑽石，於是古希臘人稱它為阿佛洛狄忒--愛與美的女神，而羅馬人則稱它為維納斯--美神。　　金星基本參數　　自轉方向:自東向西　　公轉周期：224.701天　　平均軌道速度：35.03 千米/每秒　　軌道偏心率：0.007　　軌道傾角：3.4 度　　赤道直徑：12,103.6千米　　直 徑：12105千米　　質量(地球質量＝1)：0.8150　　密度：5.24 克/立方厘米　　衛星數量:0　　公轉半徑：108,208,930 km(0.72 天文單位)　　表面面積：4.6億平方千米　　自轉時間：243.02天　　逃逸速度：10.4 千米/秒　　金星在史前就已被人所知曉。除了太陽與月亮外，它是最亮的一顆。　　金星是一顆內層行星，從地球用望遠鏡觀察它的話，會發現它有位相變化。伽利略對此現象的觀察是贊成哥白尼的有關太陽系的太陽中心說的重要證據。　　第一艘訪問金星的飛行器是1962年的水手2號。隨後，它又陸續被其他飛行器：金星先鋒號，蘇聯尊嚴7號、尊嚴9號訪問。　　金星的自轉非常不同尋常，一方面它很慢（金星日相當於243個地球日，比金星年稍長一些），另一方面它是倒轉的。另外，金星自轉周期又與它的軌道周期同步，所以當它與地球達到最近點時，金星朝地球的一面總是固定的。這是不是共鳴效果或只是一個巧合就不得而知了。　　金星有時被譽為地球的姐妹星，在有些方面它們非常相像：　　－－ 金星比地球略微小一些（95％的地球直徑，80％的地球質量）。　　－－ 在相對年輕的表面都有一些環形山口。　　－－ 它們的密度與化學組成都十分類似。　　由於這些相似點，有時認為在它厚厚的雲層下面金星可能與地球非常相像，可能有生命的存在。但是不幸的是，許多有關金星的深層次研究表明，在許多方面金星與地球有本質的不同。　　金星的大氣壓力為90個標準大氣壓（相當於地球海洋深1千米處的壓力），大氣大多由二氧化碳組成，也有幾層由硫酸組成的厚數千米的雲層。這些雲層擋住了我們對金星表面的觀察，使得它看來非常模糊。這稠密的大氣也產生了溫室效應，使金星表面溫度上升400度，超過了740開（足以使鉛條熔化）。金星表面自然比水星表面熱，雖然金星比水星離太陽要遠倍。雲層頂端有強風，大約每小時350千米，但表面風速卻很慢，每小時幾千米不到。 水 星水星最接近太陽，是太陽系中最小最輕的行星。水星在直徑上小於木衛三和土衛六。

水星基本參數：

軌道半長徑： 5791萬 千米 (0.38 天文單位)木衛三公轉周期： 87.70 天

自轉方向:自西向東

平均軌道速度： 47.89 千米/每秒

軌道偏心率： 0.206

軌道傾角： 7.0 度

行星赤道半徑： 2440 千米

質量(地球質量＝1)： 0.0553

密度： 5.43 克/立方厘米

自轉周期： 58.65 日

衛星數： 無

公轉軌道: 距太陽 57,910,000 千米 (0.38 天文單位)

在古羅馬神話中水星是商業、旅行和偷竊之神，即古希臘神話中的赫耳墨斯，為眾神傳信的神，或許由於水星在空中移動得快，才使它得到這個名字。

早在公元前3000年的蘇美爾時代，人們便發現了水星，古希臘人賦於它兩個名字：當它初現於清晨時稱為阿波羅，當它閃爍於夜空時稱為赫耳墨斯。不過，古希臘天文學家們知道這兩個名字實際上指的是同一顆星星，赫拉克賴脫（公元前5世紀之希臘哲學家）甚至認為水星與金星並非環繞地球，而是環繞著太陽在運行。

僅有水手10號探測器於1973年和1974年三次造訪水星。它僅僅勘測了水星表面的45％（並且很不幸運，由於水星太靠近太陽，以致於哈博望遠鏡無法對它進行安全的攝像）。

水星的軌道偏離正圓程度很大，近日點距太陽僅四千六百萬千米，遠日點卻有7千萬千米，它在軌道近日點所具有的圍繞太陽的緩慢歲差現象，被稱為「水星近日點軌道進動」。（歲差：地軸進動引起春分點向西緩慢運行，速度每年0.2"，約25800年運行一周，使回歸年比恆星年短的現象。分日歲差和行星歲差兩種，後者是由行星引力產生的黃道面變動引起的。）在十九世紀，天文學家們對水星的軌道半徑進行了非常仔細的觀察，但無法運用牛頓力學對此作出適當的解釋。存在於實際觀察到的值與預告值之間的細微差異是一個次要（每千年相差七分之一度）但困擾了天文學家們數十年的問題。有人認為在靠近水星的軌道上存在著另一顆行星（有時被稱作Vulcan，「祝融星」），由此來解釋這種差異，結果最終的答案頗有戲劇性：愛因斯坦的廣義相對論。在人們接受認可此理論的早期，水星運行的正確預告是一個十分重要的因素。（水星因太陽的引力場而繞其公轉，而太陽引力場極其巨大，據廣義相對論觀點，質量產生引力場，引力場又可看成質量，所以巨引力場可看作質量，產生小引力場，使其公轉軌道偏離。類似於電磁波的發散，變化的磁場產生電場，變化的電場產生磁場，傳向遠方。－－譯註）　　在1962年前，人們一直認為水星自轉一周與公轉一周的時間是相同的，從而使面對太陽的那一面恆定不變。這與月球總是以相同的半面朝向地球很相似。但在1965年，通過多普勒雷達的觀察發現這種理論是錯誤的。現在我們已得知水星在公轉二周的同時自轉三周，水星是太陽系中目前唯一已知的公轉周期與自轉周期共動比率不是1:1的天體。　　由於上述情況及水星軌道極度偏離正圓，將使得水星上的觀察者看到非常奇特的景像，處於某些經度的觀察者會看到當太陽升起後，隨著它朝向天頂緩慢移動，將逐漸明顯地增大尺寸。太陽將在天頂停頓下來，經過短暫的倒退過程，再次停頓，然後繼續它通往地平線的旅程，同時明顯地縮小。在此期間，星星們將以三倍快的速度划過蒼空。在水星表面另一些地點的觀察者將看到不同的但一樣是異乎尋常的天體運動。

水星上的溫差是整個太陽系中最大的，溫度變化的範圍為90開到700開。相比之下，金星的溫度略高些，但更為穩定。

水星在許多方面與月球相似，它的表面有許多隕石坑而且十分古老；它也沒有板塊運動。另一方面，水星的密度比月球大得多，(水星 5.43 克/立方厘米 月球 3.34克/立方厘米)。水星是太陽系中僅次於地球，密度第二大的天體。事實上地球的密度高部分源於萬有引力的壓縮；或非如此，水星的密度將大於地球，這表明水星的鐵質核心比地球的相對要大些，很有可能構成了行星的大部分。因此，相對而言，水星僅有一圈薄薄的硅酸鹽地幔和地殼。

巨大的鐵質核心半徑為1800到1900千米，是水星內部的支配者。而硅酸鹽外殼僅有500到600千米厚，至少有一部分核心大概成熔融狀。

事實上水星的大氣很稀薄，由太陽風帶來的被破壞的原子構成。水星溫度如此之高，使得這些原子迅速地散逸至太空中，這樣與地球和金星穩定的大氣相比，水星的大氣頻繁地被補充更換。

水星的表面表現出巨大的急斜面，有些達到幾百千米長，三千米高。有些橫處於環形山的外環處，而另一些急斜面的面貌表明他們是受壓縮而形成的。據估計，水星表面收縮了大約0.1％（或在星球半徑上遞減了大約1千米）。

水星上最大的地貌特徵之一是Caloris 盆地（右圖），直徑約為1300千米，人們認為它與月球上最大的盆地Maria相似。如同月球的盆地，Caloris盆地很有可能形成於太陽系早期的大碰撞中，那次碰撞大概同時造成了星球另一面正對盆地處奇特的地形（左圖）。

除了布滿隕石坑的地形，水星也有相對平坦的平原，有些也許是古代火山運動的結果，但另一些大概是隕石所形成的噴出物沉積的結果。

水手號探測器的數據提供了一些近期水星上火山活動的初步跡象，但我們需要更多的資料來確認。

令人驚訝的是，水星北極點的雷達掃描（一處未被水手10號勘測的區域）顯示出在一些隕石坑的被完好保護的隱蔽處存在冰的跡象。

水星有一個小型磁場，磁場強度約為地球的1％。

至今未發現水星有衛星。

通常通過雙筒望遠鏡甚至直接用肉眼便可觀察到水星，但它總是十分靠近太陽，在曙暮光中難以看到。Mike Harvey的行星尋找圖表指出此時水星在天空中的位置（及其他行星的位置），再由「星光燦爛」這個天象程序作更多更細緻的定製。

M 81旋渦星系 M81 （NGC 3031），類型Sb，位於大熊座Bode星系

赤經 09 : 55.6（小時:分）赤緯 +69 : 04（度:分）距離 12000（千光年）視亮度 6.9（星等）視大小 21x10（角分）由Johann Elert Bode在1774年發現。M81是北半球的業餘天文學家最容易觀測和最有回報的星系之一，因為它的總視亮度約為6.8等，用小望遠鏡就能找到。Lowell天文台的Brain Skiff報告說，在格外良好的觀測條件下（即清澈黑暗的天空中），他用肉眼就能看見M81，這至少是第四位肉眼看見M81的觀測者！這個具有明顯旋臂的旋渦星系M81，與近鄰的M82一起組成了一對最顯著的、有物理聯繫的星系對。M81還是一個鄰近星系群（被稱為M81星系群）中最明亮、大概也是佔據統治地位的星系。在幾千萬年以前，也可以說是宇宙時間尺度上的不久以前，M81和M82之間發生了一場近距離遭遇。在這次事件中，較大較重的M81通過引力相互作用，已經使M82發生了明顯的變形。這場遭遇本身也在較大較明亮的星系M81的螺旋圖案中留下了印記，首先是使得它整體變得更加明顯，其次是在它核心區域的左下方形成了黑暗的線狀結構。這兩個星系仍然靠得很近，它們中心的間距只有大約150,000光年。M81是Johann Elert Bode最先發現的四個天體之一。他是在1774年12月31日發現它的，同時還看見了它的近鄰——M82。Bode將它形容為一個「朦朧的光斑」，距離M82大約0.75度，「顯得很圓，中間有一個密集核心」，他還將其收入列表，編為第17號天體。Pierre Méchain在1779年8月獨立地重新發現了這兩個朦朧光斑狀的星系，並且將它們報告給了Charles Messier，後者在1781年2月9日完成了位置測量之後，將它們加入了他的星表。利用哈勃太空望遠鏡，華盛頓卡內基研究所的Wendy Freedman領導的一個小組在1993年，早在哈勃望遠鏡被修復之前，就已經研究了M81中的32顆造父變星，測定出它的距離為1100萬光年。結合歐洲航天局Hipparcos衛星的測量結果所暗示的最新距離尺度修正，M81的真實距離可能接近1200萬光年。參看H0 Key Project小組關於M81的研究工作（paper 1 and 2, 1994）。1993年3月28日星期天，一顆II型超新星（1993J）出現在M81中，它是由來自於Lugo市（西班牙）的西班牙業餘天文學家Francisco Garcia Diaz發現的，亮度最大時曾經達到大約10.5等。在爆炸發生之後的將近6個月到18個月之間，歐洲和北美洲的甚長基線干涉（VLBI）陣列射電望遠鏡在3.6厘米波長的射電波段，拍攝了這顆超新星的遺迹。1994年所做的研究已經表明，M81大概只擁有少量的暗物質，因為它的旋轉曲線在外側區域會下降；這與包括我們銀河系在內的許多星系剛好相反，它們的旋轉曲線在外側會增加。為了解釋這些區域中的恆星速度，星系必須擁有特定數量的物質。然而，觀測到的發光物質（恆星和星雲）總量通常不足以解釋這種行為；因此人們假設星系中的很大一部分質量是不會發光的暗物質（或者至少是低光度的物質）。對M81來說，暗物質的百分比現在被估計低於平均水平。1995年，Perelmuter和Racine研究了M81的周邊區域，尋找其中的球狀星團。他們找到了大約70個候選天體，很可能屬於M81的球狀星團系統。（Perelmuter and Racine, 1995）。他們估計M81擁有的球狀星團總數為210 +/- 30個。1990年12月，ASTRO-1太空梭任務（STS-35）將望遠鏡送入了地球軌道，其中包括了UIT（紫外成像望遠鏡），它拍攝了M81的照片（紫外照片；這些照片與可見光照片進行對比，被組合成了有趣的、信息量豐富的覆蓋圖層；這裡提供的一段動畫[433 k MPG]顯示了M81的紫外圖像向可見光照片漸變的過程）。在此之前，M81的紫外輻射也被蘇聯Astron軌道天文台研究過。Bill Keel已經收集了M81在不同電磁波段中的一系列照片，從射電到X射線一應俱全。

推薦閱讀：