圖解梅西葉天體（3）

文/ 葉楠

本期星圖

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室女座是全天星空中僅次于長蛇座的第二大星座，也是黃道星座中最大的一個。梅西葉天體中共有11個天體分布在室女座天區內，全部都是河外星系。這11個梅西葉天體主要分布在室女座西部天區（星圖默認方位：面朝南方天空，上北下南左東右西），除M104之外，其他10個星系都是室女-后發星系團成員天體，位于室女座西北方和后發座交界區域。

▲拍攝參數：星特朗RASA，口徑279mm，焦距620mm，QHY10CCD，累計曝光40分鐘

M49

橢圓星系M49是梅西葉于1771年發現的，它是室女-后發星系團內發現的第一個天體。不僅如此，它也是銀河系所在的本星系群之外發現的第一個橢圓星系。橢圓星系是比旋渦星系更加古老的一類星系，旋渦星系內的恒星大都比較年輕，而橢圓星系內的恒星年齡一般都在數十億甚至上百億年以上。M49距離我們大約有6000萬光年，視星等8.4等。橢圓星系亮度比較集中，作為室女-后發星系團內相對較亮的一個天體，可以借助50毫米以上口徑雙筒望遠鏡找到M49。在左圖上部還可以看到一個完全側向面對我們的旋渦星系NGC4469，它也屬于室女-后發星系團，視星等是12.6等。

M58

1779年，梅西葉發現了M58，它是梅西葉星表中最早被證認出有旋渦結構的星系之一，位于右圖中間偏左位置。M58距離我們約6200萬光年，是梅西葉星表中距離最遙遠的天體之一。M58核心擁有一個質量相當于7000萬倍太陽質量的超大質量黑洞，在核心周圍區域擁有劇烈的星暴活動。星暴是指大規模大速率的新恒星誕生活動，這類星系也被稱為星暴星系。在圖中還可以發現一些其它屬于室女-后發星系團的有趣天體。圖片下部有一對彼此相連的星系，被稱為連體嬰星系或蝴蝶星系，編號為NGC4567和NGC4568。這一對星系是由威廉·赫歇爾于1784年首先發現。星空中有許多類似的天體大都是由于這兩個天體正好處于同一視線方向上造成“相連”的錯覺，但近代研究表明，這兩個星系在紅外波段有明顯的引力潮汐和扭曲現象，它們兩個正處于碰撞和相互融合的早期階段。

▲ 拍攝參數：星特朗RASA，口徑279mm，焦距620mm，QHY10CCD，累計曝光40分鐘

M59與M60

在圖左側可以看到彼此相距很近的一大一小兩個星系，較大的一個是橢圓星系M59，較小的是透鏡狀星系NGC4621。M59距離我們約6000萬光年，擁有超過2200個球狀星團。球狀星團是由年齡較老的恒星構成的，與之相比銀河系內發現的球狀星團數量只有約150個。M59星系中心的超大質量黑洞相當于太陽質量的2.7億倍。最奇怪的是在距離星系核心200光年區域內的天體旋轉方向與其它部分是相反的。照片中部偏右的橢圓星系是M60。M60中心黑洞質量相當于太陽質量的45億倍，是迄今為止發現的黑洞中質量較大的一個。圖右上角還有兩個彼此相近的星系NGC4606和NGC4607，亮度分別是12.7等和14.7等。同前面介紹過的連體嬰星系一樣，這兩個星系也即將發生碰撞和融合。

▲ 拍攝參數：星特朗RASA，口徑279mm，焦距620mm，QHY10CCD，累計曝光40分鐘

M61

M61是室女-后發星系團中最大的星系之一，它的旋臂結構相對比較松散，右圖中可以比較明顯看出上下各一條相互纏繞的旋臂。1779年梅西葉和意大利天文學家奧里亞尼于同一晚發現了這個星系，不過作為彗星獵手的梅西葉最開始還將M61誤認為是一顆彗星。M61是所有旋渦星系中最活躍一批中的一個。它是一個星暴星系，在旋臂上稠密而熾熱的氣體星云中正在誕生無數的新生恒星。除此以外在M61中還發現了7顆超新星，這在梅西葉天體中是數量最多的一個。

▲ 拍攝參數：星特朗RASA，口徑279mm，焦距620mm，QHY10CCD，累計曝光48分鐘

M87

從左下圖上看，M87只是一個沒有太多細節特征的橢圓星系。但實際上它卻是一個巨大的橢圓星系，它的直徑大約為24萬光年，是銀河系的兩倍多，但它的質量卻達到銀河系的200倍以上。M87內部有超過1萬億顆恒星，1.5萬個球狀星團，核心還有一個重達60億倍太陽質量的超大質量黑洞。在光學波段我們看不到關于M87的更多細節，但它在射電波段具有非常強烈的輻射，是全天最明亮的射電源之一。右圖是由哈勃空間望遠鏡拍攝的偽彩色照片。可以明顯看到從M87發出的噴流，整個噴流最遠可達26萬光年遠。其能量來源可能在于星系中心旋轉的超大質量黑洞及對周圍吸積盤的相互作用。

▲ 拍攝參數：星特朗RASA，口徑279mm，焦距620mm，QHY10CCD，累計曝光40分鐘

▲ 哈勃空間望遠鏡拍攝到的M87

M87中心黑洞

左圖是由事件視界望遠鏡項目于2019年公布的人類歷史上首張黑洞照片。拍攝這張照片最難的地方在于分辨率，M87中心黑洞的視界角直徑大約只有10微角秒，這在可見光波段是技術上無法達到的。而借助射電干涉技術，事件視界望遠鏡卻可以達到這一分辨率。事件視界望遠鏡是由全世界8個具有亞毫米波波段觀測能力及干涉觀測能力的射電天文臺組成的。這8個天文臺位于全世界不同地區，北至西班牙，南至南極大陸，西至夏威夷，再加上位于美國、墨西哥和智利的望遠鏡共同構成。這些望遠鏡進行干涉觀測時，基線長度相當于地球直徑，可以極大的提高分辨能力。這張黑洞照片拍攝的是M87中心黑洞，我們實際看到的明亮環狀部分是黑洞吸積盤發出的輻射，光環下部一側較亮而另一側較暗是因為吸積盤旋轉的多普勒效應造成的。

▲ 事件視界望遠鏡拍到的M87中心黑洞

M89與M90

M89位于右圖上部，從地球角度看去，它是一個近乎完美球形的橢圓星系，距離我們大約5000萬光年。M89內部有大約1000億顆恒星和2000個球狀星團。右圖下側的旋渦星系是M90，距離我們約5900光年，比M89更遠一些。但它卻是為數不多的正在朝向我們運動的星系之一，也就是說M90可能正在脫離室女-后發星系團。M90包含有大約1萬億顆恒星和1000個球狀星團。一般旋渦星系的旋臂中都包含有大量的氣體和塵埃，這是新生恒星誕生的必要物質。而M90旋臂中的氣體數量卻比較稀少，這可能是由于與臨近星系相互作用的結果。未來M90可能會演變成一個透鏡狀星系，這是介于旋渦星系和橢圓星系之間的一種星系類型。

▲ 拍攝參數：星特朗RASA，口徑279mm，焦距620mm，QHY10CCD，累計曝光32分鐘

M104

M104是位于室女座靠近烏鴉座方向的一個旋渦星系，距離我們約2800萬光年。它是一個特征非常明顯的星系，幾乎完全側面朝向我們，中心非常明亮，塵埃帶將星系盤一分為二，根據其形態特征也被天文愛好者昵稱為“草帽星系”。不過M104本身并不是很大，它的直徑大約只有不到5萬光年，約是銀河系的一半。相比于銀河系，M104擁有的球狀星團數量要多10倍左右，大約有近2000個。對于目視觀測來說，雙筒望遠鏡可以看到星系明亮的核心部分，但若想目視到“草帽星系”的塵埃帶則需要300毫米以上口徑的望遠鏡。

▲ 拍 攝 參 數：星 特 朗RASA，口 徑279mm，焦 距620mm，QHY10CCD，累計曝光44分鐘