18世纪,一位法国天文学家,一位经常寻找彗星的天文学家,不断在天空中发现一些并非彗星的东西,但它们也不是恒星或行星。因此,他创建了一个包含这些天体的列表,并非因为他试图编目夜空,而是为了帮助其他彗星猎手避免这些常见的物体。结果,他的列表包含了我们星系内外一些最令人难以置信的天体。
在本期《无处不在的日常》节目中,我们将深入了解梅西耶天体、它们的记录方式以及它们是什么。本期节目由Quince赞助。我已经多次向您介绍过Quince,以及我如何为我的家获得了一些很棒的物品,例如我的土耳其浴巾和我的渔夫毯。Quince拥有必备品,例如50美元起的蒙古羊绒衫、标志性的100%真皮夹克以及适合各种场合的舒适裤子。
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我已经制作了不少与天文学相关的剧集,其中许多剧集都涉及专业天文学家关注的前沿宇宙学领域。除非是太阳系内的重大事件,例如行星、月球或太阳,否则很难亲自观察天文学中的许多事物。本期节目的主题是您可以在夜空中观察到的东西。您可能已经从大型专业望远镜拍摄的著名照片中熟悉其中一些天体。
但所有这些都可以用小型业余望远镜,甚至是一副好的双筒望远镜来观察。稍后我们将详细介绍这一点。这个故事始于18世纪的法国。在18世纪后期,天文学由于改进的望远镜和观测技术而取得了重大进展。牛顿物理学已经为理解行星运动提供了坚实的基础,而像威廉·赫歇尔这样的天文学家正在发现新的天体,例如天王星。
该领域正在从编目恒星和深空天体转变为研究它们的性质和结构。然而,仍然有很多编目工作正在进行。这时,天文学家查尔斯·梅西耶出现了。梅西耶出生于1730年,是法国一位冉冉升起的天文学家。他对天体发现非常着迷。他出生在法国巴登维尔,从小就对天文学产生了兴趣,并于1751年在约瑟夫·尼古拉·德·利勒的指导下开始在巴黎天文台工作。
他一丝不苟的观察能力和寻找彗星的天赋很快为他赢得了认可。到1750年代中期,他已经开始记录天体中彗星的位置,并用望远镜提高了他的专业知识。他的第一个重大发现是在1758年,当时他独立观测到哈雷彗星并证实了其预测的回归。这一事件巩固了他的声誉,并为他的深空天体编目工作奠定了基础,以协助彗星猎手。
他大部分观测工作是在巴黎市中心使用100毫米或4英寸的望远镜进行的。如此强大的望远镜对于当今大多数业余天文学家来说都是很容易获得的。当时的彗星搜寻包括寻找在天空中移动的模糊物体。移动的模糊物体不是行星,也不是恒星。
问题是,他发现天空中有一些模糊的东西,像彗星一样,但却没有移动。它们不是彗星、恒星或行星。奇怪的是,他并不关心弄清楚这些东西是什么。他更关心的是确保将来避免它们,这样他就不会追逐虚假的彗星了。梅西耶和他的助手皮埃尔·米雄在1771年至1781年间编制了这些天体的列表。
它包含45个天体,其中18个是他发现的,其余的是其他人先前发现的。列入其列表的标准是:看起来像微弱模糊斑块类似彗星的天体、北半球可见的天体以及当时用望远镜可见的足够明亮的天体。该目录并非旨在成为深空天体的完整列表,而只是一个供彗星猎手使用的实用参考。
多年来,随着他发现更多天体,该列表不断增长。到1781年,该列表已有103个条目。随着时间的推移,其他天文学家也增加了该列表,直到它达到110个条目。最终,梅西耶列表上的天体以他的名字命名,被称为梅西耶天体。分类系统中,每个天体都根据其在列表中的位置被赋予一个梅西耶编号。从M1到M110。
虽然梅西耶本人并没有特别研究天空中那些模糊的物体是什么,但后来的天文学家当然做了。那么,这些神秘的模糊物体是什么呢?它们并非任何一种特定的事物。它们是一堆不同的东西。它们只是碰巧在18世纪的低分辨率望远镜中看起来很模糊。
110个梅西耶天体大致可以分为四类:星系、星云、星团和超新星遗迹。您在天文观测中看到的一些最伟大的图像来自梅西耶天体。原因是,无论天体类型如何,它们往往都是其种类中距离地球最近的。我显然没有时间,而您可能也没有耐心让我遍历所有110个梅西耶天体。
但有一些亮点绝对值得回顾。如果您对天文学有任何基本了解,您可能至少通过名称熟悉这些天体。第一个是列表中的第一个天体,其分类为M1,即蟹状星云。蟹状星云是一个超新星遗迹,位于金牛座,距离地球约6500光年。
它是1054年中国和中东天文学家记录的超新星事件中一颗巨大恒星的残骸。在其巅峰时期,这颗超新星的亮度足以在白天可见数周,然后逐渐消失。
该星云目前以每秒约1500公里的速度膨胀,跨度达11光年。它是研究最多的天体之一,因为它提供了对大质量恒星生命周期和超新星物理学的见解。在蟹状星云的中心是蟹状脉冲星,一颗快速旋转的中子星,它会发射电磁辐射束,包括无线电波、可见光、X射线和伽马射线。
脉冲星每秒旋转约30次,并通过其强烈的磁场和高能粒子发射为星云的怪异光芒提供动力。该星云是同步加速辐射的强大来源,同步加速辐射是由电子以相对论速度围绕磁场旋转产生的。这使其成为研究高能天体物理学、粒子加速以及脉冲星与其周围环境之间相互作用的重要天体。
梅西耶天体31是仙女座星系。仙女座星系是距离银河系最近的主要星系,也是我们本地星系群中最大的星系,该星系群还包括被归类为M33的三角座星系和几个矮星系。
它位于仙女座星座,距离地球约250万光年,是一个跨度约22万光年的螺旋星系,是银河系直径的两倍多。仙女座包含大约1万亿颗恒星,远多于银河系的2000亿到4000亿颗恒星。在黑暗的天空中,它可以用肉眼看到,看起来像一个微弱的、细长的污点。
早期的天文学家将其误认为是星云,直到埃德温·哈勃在20世纪20年代证实它是一个独立于银河系之外的星系,从而从根本上改变了我们对宇宙的理解。仙女座与银河系正在发生碰撞,正以约110公里/秒的速度向我们移动。大约45亿年后,这两个星系将在一次巨大的宇宙事件中合并,很可能形成一个巨大的椭圆星系。
尽管会发生碰撞,但由于恒星之间的巨大距离,单个恒星不太可能发生碰撞。仙女座的结构包括一个明亮的中心隆起、一个具有超大质量黑洞的致密核心、清晰的螺旋臂以及几个卫星星系,包括M32和M110。其活跃的恒星形成区域,以及与较小星系过去合并的证据,使其成为理解星系演化的重要研究对象。
梅西耶天体42是猎户座星云,它是夜空中最明亮、最著名的星云之一,位于猎户座,距离地球约1344光年。它跨度约24光年,是一个发射星云,这意味着它由于年轻、炽热恒星的高能辐射电离其气体而发光。在猎户座的剑中,它可以用肉眼看到一个模糊的斑块,它是宇宙中最容易接近和研究的恒星形成区域之一。
该星云是猎户座分子云复合体的一部分,这是一个富含气体和尘埃的广阔区域,是恒星的育儿室,数千颗新恒星正在积极形成。在猎户座星云的中心是梯形星团,一群四颗巨大的年轻恒星,它们发出强烈的紫外线辐射,导致周围的气体发光。这些恒星在塑造星云的结构和随时间推移分散其气体方面发挥着至关重要的作用。
星云的动态环境包含原行星盘,这是年轻恒星周围可能正在形成新行星的区域,让我们得以一窥太阳系是如何形成的。猎户座星云是天文学家研究恒星演化、恒星形成以及新生恒星与其周围环境之间相互作用的重要天体。梅西耶天体45是昴宿星团,也被称为七姐妹星团。它是夜空中最著名、最容易辨认的疏散星团之一。
它位于金牛座,距离地球约444光年,包含超过一千颗恒星,尽管在黑暗的天空中只有少数几颗可以用肉眼看到。该星团跨度17.5光年,估计年龄约为1亿年,就宇宙而言,它是一个相对年轻的星团。昴宿星团的恒星是由同一个分子云形成的,并且由引力松散地束缚在一起,尽管它们最终会随着时间的推移而分散。
梅西耶天体104是墨西哥帽星系。它是一个引人注目的螺旋星系,位于室女座,距离地球约2900万光年。它之所以得名,是因为它类似于墨西哥的宽边帽,因为它有一个明亮的中心隆起和一个异常大的、黑暗的尘埃带环绕着它的圆盘,直径约为5万光年。
M104比银河系小,但它以其核心巨大的超大质量黑洞而闻名,它是相对于其星系大小而言发现的最大黑洞之一。黑暗的尘埃带富含气体和尘埃,表明活跃的恒星形成,而围绕星系的明亮光晕包含许多球状星团。墨西哥帽星系是业余天文学家的热门天体,也是研究星系结构和黑洞相互作用的重要课题。
还有许多其他非常有趣的梅西耶天体,包括M13(武仙座球状星团)、M57(环状星云)、M87(室女座A,室女座星系团中的一个巨大椭圆星系)和M101(风车星系)。在本期节目开始时,我提到过这些天体是可以自己观测到的,这是真的。
所有这些天体都可以用业余望远镜观测,事实上它们经常被观测。它们是业余天文学家观测的一些最常见和最受欢迎的天体。如果您想自己观测这些天体,我强烈建议您这样做,如果您从未做过的话,请查看您所在地区是否有当地的天文学团体。他们通常会举办星际派对,欢迎公众前来观看他们的望远镜,他们通常很乐意让人们前来观测。
天文学团体有时会举办梅西耶马拉松,他们试图在一个晚上观测每个梅西耶天体。这需要一个非常晴朗的夜晚和熬夜的意愿。拥有天文学系的当地大学也经常会举办公众可以通过望远镜观测的夜晚。虽然查尔斯·梅西耶创建他的目录本质上是为了避免一些天体,但它却意外地成为了天文学中最有价值的资源之一。
许多关于恒星演化、星系形成和宇宙学的根本性发现都来自于对梅西耶天体的研究。梅西耶目录真正引人注目之处在于,它是用18世纪的技术编制的,但在空间观测站和计算机化望远镜时代仍然具有相关性。《无处不在的日常》的执行制片人是查尔斯·丹尼尔。副制片人是奥斯汀·奥肯和卡梅伦·基弗。
今天的评论来自美国苹果播客上的听众里约·盖恩斯。他们写道:“很棒的节目。这是最好的节目之一。我和我爸爸经常听这个节目,并讨论我们学到的东西。但是,我确实想知道加里是否可以回到过去,如果可以,他会去哪里、什么时候去以及为什么?”
好的,感谢里约·盖恩斯。历史上有两个事件,我很想亲眼目睹。第一个是回到罗马帝国早期,当时塞古努斯在参议院议事厅被判处死刑,而他以为自己即将升职。第二个是回到1815年,观看拿破仑仅仅通过走到他面前并发表演讲就让整个法国军队站在他一边。这两个事件我都曾在之前的剧集中介绍过。请记住,如果您留下评论或向我发送boostagram,您也可以在节目中听到您的评论。