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  • 瞬间高大上!作为一个天文爱好者,该如何观测河外星系呢?

    这将是你做过的最难的观察,但同时也是最值得的。

    与一些深空天体不同,星系很难看清。它们的光很发散,而且细节往往很模糊。尽管如此,新手可能会好奇,由超过一万亿个单个恒星组成的物体怎么会如此难以观测。当然,答案是距离。

    瞬间高大上!作为一个天文爱好者,该如何观测河外星系呢?

    风车星系(M33)位于三角座。虽然它的震级相当于5.7级,但它分布在67‘乘41.5’的区域内。这使得它的表面亮度很低。咱们慢慢切换到高倍目镜,来研究其螺旋臂的浓度。

    星系如此遥远,以至于除了少数几个星系外,它们看起来又小又暗。

    先进的观测者认为观测遥远的星系是一项挑战。我认识一个业余爱好者,他从8英寸的望远镜换到12英寸的,然后换到16英寸的,我写这篇文章时,他换了24英寸的望远镜。每换一个新的望远镜,他观察到的星系就变得越来越模糊,每次都达到了望远镜能看到的极限。

    观测可能不适合你。但没关系。那儿的很多星系都相对明亮。

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    雪茄星系(M82)位于博德星系(M81)正南37‘处。把望远镜对准它,你可能会认为你看到了星系爆炸。其实你看到的是典型的恒星爆发星系。M82的表面亮度比大多数星系都大。为了解释它的意义,我们将M82和M81在目镜中进行比较。虽然M82的亮度比M81低了一度半,但它看起来和M81差不多亮。

    除了银河系的亮度(以大小给出)外,你还必须计算其表面亮度-星系的大小除以其面积。对于小星系来说,表面亮度是以每平方弧分或每平方弧秒的量级表示的。

    我已故的朋友杰夫•梅德克夫(Jeff Medkeff)制定了一条简单的法则来衡量一个星系的观测困难度。把星系大小和表面亮度相乘,数字越大(没有单位,只有数字),星系就越难观测。这个法则为衡量星系的观测困难度提供了很好的标准。

    瞬间高大上!作为一个天文爱好者,该如何观测河外星系呢?

    观察前

    根据我的经验,决定你星系观测进展的主要因素有六个。

    1.星系的大小

    你可能是这颗行星最伟大的观察者,但如果你试图用4英寸的望远镜来观察星系,你的观察日志中只能记录一些粗糙的形状和描述,如“暗示”和“小而模糊”。这是不可能的。如果你想观察星系——我的意思是真正地通过望远镜有一些收获——你必须使用孔径为8英寸或更大的望远镜。

    瞬间高大上!作为一个天文爱好者,该如何观测河外星系呢?

    博德星系(M81)的亮度足以让人们通过双筒望远镜看到它,但你用的望远镜倍数越高,效果越好。用8英寸的望远镜,你会看到一个大的明亮的中心区域围绕着更明亮的核心。通过12英寸的望远镜,你会发现螺旋臂是如何紧紧地缠绕在核心上的。最东边的手臂看起来更亮。不过,任何尺寸的业余望远镜都无法探测到尘埃带或恒星形成区域。

    2.要有耐心

    罗马不是一天建成的。同样,星系也不会被人在一分钟内了解透彻。首先是它的整体形状。它是圆的、椭圆形的、长方形的或三角形的吗?(在这个阶段,任何描述都不错。)接下来,看看亮度的分布方式。有中央密集体吗?有其他明亮的地方吗?注意视野中的恒星。与场星相比,星系或其明亮的部分是怎样的?

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    3.用高倍望远镜

    不管你用什么目镜,你必须找到你的目标星系。然后开始增大倍数。

    在我看来,新手观察者犯的最大的错误之一是认为较低倍数的望远镜更容易发现银河系。事实上,高倍望远镜会增强星系和天空背景之间的对比度。罗杰•N•克拉克(Roger N.Clark)在其著作《深空视觉天文学》(剑桥大学出版社,1990)中详细阐述了它的真实性。

    瞬间高大上!作为一个天文爱好者,该如何观测河外星系呢?

    银币星系(NGC253)是观察者们最喜欢的十大星系之一——它真的很棒。然而,它并没有特别高的“知名度”,因为从北部地区看,它位于南部天空的较低位置。梅西耶没有注意到它。

    4.坚持下去

    在观察星系时,目镜上的体验从来都不重要;当我刚开始观察时,当时目镜上的无定形斑点,现在显示出大量模糊的细节。

    当你开始观察星系时,特别是在富饶的区域,如后发座和处女座,要仔细检查视野。你的望远镜可能会观察到星图上没有的小星系。

    瞬间高大上!作为一个天文爱好者,该如何观测河外星系呢?

    5.滤光片会有用

    星系从不同类型的物体组合发出光。因此,它们的光谱基本上是连续的。滤光片会去除一些星系的光线,使微弱的目标更加难以观测。

    在一些情况下,光污染滤光片可能会有用,但如果你的镜头很小,那么它们就没用了。一些有大镜头的观察者用82A滤光片来观察星系,因为它可以减弱高层大气的自然辉光。

    其他的观察者同时使用浅蓝色滤光片和深蓝色滤光片来观察明亮的螺旋星系,因为它们增强了装备的对比度。虽然结果各不相同,但这项技术确实适用于漩涡星系(M51)、南部漩涡星系(M83)和其他星系。

    瞬间高大上!作为一个天文爱好者,该如何观测河外星系呢?

    南方小齿轮星系(M83)是北半球观察者所能看到的最棒的带条螺旋星系。它几乎是面朝上的,所以你可以通过孔径只有6英寸的望远镜看到它的螺旋结构。它的核心小而圆,棒延向东北和西南延伸。两个旋臂都很容易看到,但从棒的东北端向南缠绕的旋臂更好看。

    6.由天空决定

    你的望远镜是否能在任何特定的夜晚为你提供极好的视野,这是你无法控制的。视觉或大气的稳定性限制了你能观察到的细节数量。

    一些业余天文学家认为,由于星系是延伸的物体,所以视觉对它们的影响没有对双星的大。虽然星系确实相对较大,但你试图从中找出的细节(旋臂结构、恒星凝聚等)却很小,而这些细节完全取决于夜晚的视野。

    观察什么

    为了成功地通过中型望远镜观察细节,请遵循查尔斯•梅西耶目录中的螺旋线,尤其是M31、M33、M51、M64、M81、M83、M106和M108。对于使用大型望远镜的观察者,请尝试M61、M91和M95,以及NGC 1395。这四个物体是棒旋星系。当放大率足够大时,你就可以很容易地看到金属棒和旋臂。

    瞬间高大上!作为一个天文爱好者,该如何观测河外星系呢?

    从视觉上观察详细的螺旋结构,就像你在图片中看到的,需要一个大望远镜。我喜欢用20英寸的望远镜和更大的望远镜来完成这项工作。我没有那么大的望远镜,但我确实尽可能多地参加星空派对——而且我有很多观星的朋友。通过小镜头,我经常看到人们所说的斑驳(光与暗交替的模式),这可能暗示着旋臂的存在,但并不是对旋臂的真实观察。

    不规则星系是最小的一类星系,但在我看来,它们远比椭圆星系有趣,椭圆星系是最大的一类星系。大多数不规则较微弱,但也有例外。北方业余天文学家的红外不规则星系之王是大熊座的M82。在南半球,很明显,大麦哲伦星云和小麦哲伦星云由于其紧密性,在任何时候都是最亮的星系。位于斯卡普托尔的南雪茄星系(NGC 55),位于卡纳维纳蒂奇的考德威尔21(NGC 4449),位于半人马座的半人马座A(NGC 5128),和位于人马座的巴纳德星系(NGC 6822),是其他相对较亮的不规则星系。

    瞬间高大上!作为一个天文爱好者,该如何观测河外星系呢?

    鲸鱼星系(NGC 4631)经历了一个小星系(NGC 4627)的近距离穿越,这在很久以前就搅动了一切。它的中心区域是恒星形成的漩涡。通过12英寸或更大的望远镜可以看到巨大的恒星团沿着螺旋臂排列。如果你有幸通过一个孔径大于16英寸的望远镜观察到NGC4631,找找在明亮区域由尘埃和冷气体组成的暗区。

    星系团

    如果你有够大的镜头和足够的耐心,观察星系团对你来说可能是个不错的选择。这种由相互引力连接在一起的星系群,可以包含少数星系或一千多个星系。如果你是新手,请注意星系团和星系是完全不同的。前者是一组恒星(也称为开放星团)。后者是一组星系。

    瞬间高大上!作为一个天文爱好者,该如何观测河外星系呢?

    两个流行的星系团是处女座星系团和天顶星系团。处女座星系团距地球约5000万光年,对于一个星团来说它很亮。许多梅西耶天体是它的成员,包括m49(最亮)、m58、m60、m84、m85、m86、m87、m88、m89、m90、m98、m99和m100。此外,超过一百个相当明亮的NGC星系属于处女座星系团。

    虽然处女座星团是此类星团中最著名的,但许多观察者认为福纳星团对业余天文学家来说是最好的,因为它包含了18个有趣的星系。最亮的是Fornax A(NGC 1316),视觉强度为8.8,表面亮度为12.7。NGC1399(视觉强度9.8,表面亮度12.3)是第二个最容易看到的星系。NGC 1365(视觉强度9.5,表面亮度13.7)第三。这是一张带有开放式螺旋臂的条形螺旋面。通过一个宽视野、大功率目镜的大镜头,您将能发现多达10个天炉座星系团成员。

    瞬间高大上!作为一个天文爱好者,该如何观测河外星系呢?

    你有大望远镜吗?把它指向北冕,努苏坎西南方向2°的头部(β[b]北冕),并指向星系团亚伯尔2065。即使在16英寸的镜头下,观察这种精细的物体也是种挑战。在围绕这个星系团的半度场中,你将看到六个星系。

    与星系团有关的最著名的是美国天文学家乔治•O•阿贝尔的名字。1958年,他公布了一份由2712个北星系团(最南边是赤纬27度)组成的名单。阿贝尔死后,完成了一份南部星系团的名单(编号2713到4076)。南方天体的补充目录包含1174个额外的星系团,这些星系团被认为不够丰富或距离太远,没有被包含在主目录中。它们有后缀-s,如abell 696s。

    瞬间高大上!作为一个天文爱好者,该如何观测河外星系呢?

    事实上,最亮的阿贝尔簇可以为大镜头使用者提供足够的满足感。不幸的是,成千上万的团体将永远在业余装备的范围之外。

    对于其他星系团,请尝试观察希克森星表中最亮的成员。加拿大天文学家保罗•希克森于1994年创作了紧凑星系群地图集。这本书包含了100个星系团,包括一些著名的星系团,如斯蒂芬的五重奏。如果你是新手,不要买这本书;这是写给有大望远镜的业余天文学家看的书。

    瞬间高大上!作为一个天文爱好者,该如何观测河外星系呢?

    在这张图中NGC 4395看起来令人印象深刻。但是,因为它的测量值为13.2’x 11’,所以它的表面亮度较低。所以你需要用巨大的业余望远镜来仔细观察它的细节。

    星系目录

    有许多种星系目录。其中较好的一些是星系的形态目录(缩写为MCG),它包含30642个天体,Zwicky星系目录(ZC)包含19367个天体,Uppsala总目录(UGC)包含12921个天体,以及欧洲汇编的南部星系目录(SGC)。南方天文台,有5476个天体。所有这些目录都为所包含的星系提供了正确的赤经和赤纬位置,并精确到几弧秒。

    但对于星系来说,最好的参考来源是NASA/IPAC银河系外数据库(NED)。如果你需要一个星系的信息,先试试NED。它囊括了4.71亿个天体的数据。上述所有目录都是NED的子集。谢天谢地,这个奇妙的资源可以在网上找到。准备好被吓一跳吧!

    瞬间高大上!作为一个天文爱好者,该如何观测河外星系呢?

    你的任务

    如果你是一个初学者的话,星系观测对你来说会很有吸引力。幸运的是,你有我作为你的向导,我给你一个出发点:在第46页,你会发现按升序排列的亮度在10级以上的星系列表。这些都是通过大型业余望远镜观察到的,在黑暗处用6到12英寸的望远镜观察也不错。然后可以观察更模糊的目标。慢慢来,你很快会发现的,每个星系都有很多东西供你观察。

    所有图像由Adam Block/Mount Lemmon SkyCenter/ University of Arizona提供

    参考资料

    1.Wikipedia百科全书

    2.天文学名词

    3. 椰子软糖- Michael E. Bakich

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