瑰麗的環狀星雲「梅西耶57」

最新 10-05

哈勃望遠鏡拍攝的環狀星雲「梅西耶57」（MESSIER 57）照片。

十八世紀，法國天文學家查爾斯·梅西耶在觀察彗星時，對夜空中位置固定的發散狀星雲進行了記錄。世紀末，為了避免其他天文學家將星雲誤作彗星，梅西耶編製了一個目錄，收錄了大約100個明亮的星雲。這個目錄被稱為梅西耶星雲星團目錄，現在仍然發揮著重要作用。

目錄中記載的其中一個天體就是環狀星雲「梅西耶57」。該星雲位於天琴座方向，距離地球2300光年。環狀星雲「梅西耶57」臨近夏季大三角組星之一、天琴座最明亮的織女星，用雙目鏡或小型望遠鏡就能夠輕鬆觀察到。夏季的東南方高空里，天琴座的織女星、天鵝座的天津四及天鷹座的牛郎星會組成三角形，稱之為夏季大三角。

你所觀察到的：

在這裡，你看到一顆太陽般恆星的殘骸，該恆星質量可能是太陽的兩倍，但現在剩下的只是一個曾經燃燒超過10萬開爾文溫標的白矮星。其周圍是一個大約2到3光年範圍的包層，但在6000到8000年前，在輻射作用下形成了類似圓柱的形狀。從上往下看，就像一個煙圈，從時間上來看，這就是米拉星之類的恆星演化發展的最終結局。

這種天體就是行星狀星雲，很早以前望遠鏡精度不夠，看上去很像行星，所以就叫做了這個名字。但位於環狀星雲「梅西耶57」中央的恆星並不比類地行星大。它是一顆距離我們2300光年的白矮星，其本徵亮度比太陽高50-100倍。

梅西耶57最美麗的地方是它的光環，有時候也被稱作「髮辮」，實際上，環狀星雲事實上是一個球狀星雲，由於我們是從遙遠的地方去看這個球狀的氣體殼層，因此看到的星雲外圍部分的物質要比中心部分的厚得多。因此，我們就將這個球狀氣體星雲看成了環狀星雲。C·R·奧德爾等人於2003年進行的一項研究發現：

「我們通過哈勃太空望遠鏡上的寬視野行星照相機WFPC2，研究了距離我們最近的明亮行星星雲，對位於寶瓶座的行星狀星雲-螺旋星雲（也稱為NGC 7293）中的密集節點特徵進行了描述。我們在所有的星雲中都發現了節點，這說明星雲中普遍存在著節點，之前因為距離遙遠而沒有發現。節點是在星雲生命周期的早期形成的，很有可能是在星雲的電離波前不穩定作用下形成的。波前穿過後，節點暴露於中央恆星的光致電離輻射場，導致節點出現變化。這就可以解釋星雲演化不同階段，節點出現的不同外形，例如，僅在行星狀星雲「IC 4406」能夠觀察到花狀絲邊，行星狀星雲「NGC 7293」中可以看到極端高度對稱的彗星狀節點。行星狀星雲NGC 2392、NGC 6720及NGC 6853均可觀察到節點的不同中間態形狀，其實代表著星雲演化的不同中間階段。

但是，通過不同頻率光波對行星狀星雲進行研究，我們能夠發現更多的信息。還可以通過斯皮策空間望遠鏡，發現星雲之美！M·M·羅斯在2007年的一項研究中解釋說：

「類似於H II區域、行星狀星雲、新星、赫比格-哈羅天體等的發射星雲，可以看作是銀河系中的擴展天體，也可看作是其他星系的點源，它們能夠發出顯著的輻射線，在很遠的距離上都能觀測得到。」該望遠鏡還顯示，3D光譜學是一個強有力的工具，通過設定特殊觀測極限，可用於觀察大型發射星雲，以及遙遠的銀河系外天體。

觀測歷史：

這個深空天體是由安托萬·達凱爾於1779年1月觀測發現的，他寫道：

「據我所知，這個星雲還未被其他天文學家發現。只有非常好的望遠鏡才能夠觀測到它，它和已知的星雲都很不一樣，其大小和木星差不多，形狀為圓形，輪廓明顯，在冬秋季節轉換時，會發出暗淡光芒，很像月球的陰暗面。同時，該星雲表面的中央區域比其他區域還要暗淡。」

儘管達凱爾沒有記錄發現日期，但一般認為，他是在1779年1月31日，在梅西耶之前獨立發現該星雲的，梅西耶也認為，是達凱爾首先發現的：

「1779年，我在觀測彗星時，因為彗星距離天琴座很近，在該星座的γ星及β星之間發現了一個光束，這個圓形光束很有可能是由小型恆星組成的，即便是高性能望遠鏡也難以對這些小型恆星進行辨別和觀測，只能預測該區域可能具有小型恆星。梅西耶在1779年的彗星觀測報告中記錄了這個光束。圖盧茲的達凱爾在觀測同一彗星時也發現了該光束，他說，天琴座γ星及β星之間的星雲非常安盤，但輪廓明顯，如木星般大小，非常像一顆暗淡的行星。」

多年以後，弗里德里希·威廉·赫歇爾爵士也利用更好的望遠鏡發現了環狀星雲「梅西耶57」，他在個人日記中寫道：

「我在奇妙的天空中發現了一個星雲，其中央有一個常規、同心的黑點，四周是一個恆星環。形狀為橢圓，短軸與長軸之比為83：100，其恆星環同太陽與星雲中央連線呈56度角。顏色斑駁，星雲之北可見三顆很暗的恆星，星雲之南可見1-2顆恆星。長軸之頂亮度同其餘區域相比，亮度較低。附近確有幾顆小恆星，但卻不屬於該星雲。」

斯邁思將軍隨後幾年也進行了更加詳細的觀測：

「天琴座γ星及β星的環狀星雲，同另外兩顆星等為9的恆星形成了夏季大三角，星云為橢圓形狀，主軸傾向為西南到東北。達凱爾於1779年發現了這個天體，但達凱爾及其同時代的梅西耶、梅香均未能發現它的真實形狀，只在光環中觀察到行星盤一樣的，顏色昏暗的一團亮光。」

「弗里德里希·威廉·赫歇爾爵士把它稱為孔狀分解星雲，將其當作太空中又一令人好奇的天體。他認為，長軸之頂亮度同其餘區域相比，亮度較低，他後來補充說，通過20英尺口徑的望遠鏡進行觀測，發現構成星雲的恆星距離我們的距離可能要超過900倍，可能為950倍。」

「這一發現體現了豐富到難以想像的宇宙空間尺度，一顆以500英里/小時速度飛行的炮彈，需要數百萬年才能夠飛到天狼星，那麼，要飛過950倍距離的太空，需要的時間將會更加漫長！然而，即便我們能夠到達那裡，而且還能夠進行觀察，該星雲的上萬個遙遠而擁擠的星系系統仍然會讓我們腦洞大開。」

「我通過折射望遠鏡發現，這個星雲呈現單獨的外形，中空部分為黑色，標誌星雲中部有孔狀結構。在有利條件下，如果觀測設備能夠按照赤道時鐘平滑移動，就能夠觀測到神秘太空中，這個環狀星雲的奇異現象。所附的草圖對其做了簡單描述。但是，約翰·赫歇爾爵士發現，星雲內部並非絕對黑暗。他說，中部具有雖然微弱、但確實存在的星雲光芒，之前還從未觀測到。」

約翰·赫歇爾爵士做出該觀測發現後，羅斯爵士通過更加強大的望遠鏡對這個天體進行了觀測，發現星雲短軸有明顯的分解現象。填充星雲的暗淡星雲物質，呈不規律狀分布，形成多個條狀或片狀，向太空伸展，讓光環顯得不再那麼圓滑，條片的最亮區域朝主軸方向延伸。

定位環狀星雲「梅西耶57」：

這非常容易，它位於天琴座最西端的γ星及β星之間，具體位置在從β星到γ星直線距離的1/3處。雖然用雙目鏡就能夠輕易發現，但因體積太小，進行定位卻有些困難，雙目鏡要非常穩定，這樣才能夠將其從附近的恆星區域中辨別出來。

甚至是使用功率很小的望遠鏡，你也能很快發現這個很小、但很圓的環狀天體，並放大進行觀察。儘管視覺亮度較低，但在一般光照條件也能夠觀測到環狀星雲「梅西耶57」，甚至在月光中也可以。通過大口徑望遠鏡還能夠輕鬆觀察到星雲的環狀結構，以及星雲中央的恆星。希望你也能夠看到變化多端的環狀星雲！