图解梅西叶天体（3）

文/ 叶楠

本期星图

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室女座是全天星空中仅次于长蛇座的第二大星座，也是黄道星座中最大的一个。梅西叶天体中共有11个天体分布在室女座天区内，全部都是河外星系。这11个梅西叶天体主要分布在室女座西部天区（星图默认方位：面朝南方天空，上北下南左东右西），除M104之外，其他10个星系都是室女-后发星系团成员天体，位于室女座西北方和后发座交界区域。

▲拍摄参数：星特朗RASA，口径279mm，焦距620mm，QHY10CCD，累计曝光40分钟

M49

椭圆星系M49是梅西叶于1771年发现的，它是室女-后发星系团内发现的第一个天体。不仅如此，它也是银河系所在的本星系群之外发现的第一个椭圆星系。椭圆星系是比旋涡星系更加古老的一类星系，旋涡星系内的恒星大都比较年轻，而椭圆星系内的恒星年龄一般都在数十亿甚至上百亿年以上。M49距离我们大约有6000万光年，视星等8.4等。椭圆星系亮度比较集中，作为室女-后发星系团内相对较亮的一个天体，可以借助50毫米以上口径双筒望远镜找到M49。在左图上部还可以看到一个完全侧向面对我们的旋涡星系NGC4469，它也属于室女-后发星系团，视星等是12.6等。

M58

1779年，梅西叶发现了M58，它是梅西叶星表中最早被证认出有旋涡结构的星系之一，位于右图中间偏左位置。M58距离我们约6200万光年，是梅西叶星表中距离最遥远的天体之一。M58核心拥有一个质量相当于7000万倍太阳质量的超大质量黑洞，在核心周围区域拥有剧烈的星暴活动。星暴是指大规模大速率的新恒星诞生活动，这类星系也被称为星暴星系。在图中还可以发现一些其它属于室女-后发星系团的有趣天体。图片下部有一对彼此相连的星系，被称为连体婴星系或蝴蝶星系，编号为NGC4567和NGC4568。这一对星系是由威廉·赫歇尔于1784年首先发现。星空中有许多类似的天体大都是由于这两个天体正好处于同一视线方向上造成“相连”的错觉，但近代研究表明，这两个星系在红外波段有明显的引力潮汐和扭曲现象，它们两个正处于碰撞和相互融合的早期阶段。

▲ 拍摄参数：星特朗RASA，口径279mm，焦距620mm，QHY10CCD，累计曝光40分钟

M59与M60

在图左侧可以看到彼此相距很近的一大一小两个星系，较大的一个是椭圆星系M59，较小的是透镜状星系NGC4621。M59距离我们约6000万光年，拥有超过2200个球状星团。球状星团是由年龄较老的恒星构成的，与之相比银河系内发现的球状星团数量只有约150个。M59星系中心的超大质量黑洞相当于太阳质量的2.7亿倍。最奇怪的是在距离星系核心200光年区域内的天体旋转方向与其它部分是相反的。照片中部偏右的椭圆星系是M60。M60中心黑洞质量相当于太阳质量的45亿倍，是迄今为止发现的黑洞中质量较大的一个。图右上角还有两个彼此相近的星系NGC4606和NGC4607，亮度分别是12.7等和14.7等。同前面介绍过的连体婴星系一样，这两个星系也即将发生碰撞和融合。

▲ 拍摄参数：星特朗RASA，口径279mm，焦距620mm，QHY10CCD，累计曝光40分钟

M61

M61是室女-后发星系团中最大的星系之一，它的旋臂结构相对比较松散，右图中可以比较明显看出上下各一条相互缠绕的旋臂。1779年梅西叶和意大利天文学家奥里亚尼于同一晚发现了这个星系，不过作为彗星猎手的梅西叶最开始还将M61误认为是一颗彗星。M61是所有旋涡星系中最活跃一批中的一个。它是一个星暴星系，在旋臂上稠密而炽热的气体星云中正在诞生无数的新生恒星。除此以外在M61中还发现了7颗超新星，这在梅西叶天体中是数量最多的一个。

▲ 拍摄参数：星特朗RASA，口径279mm，焦距620mm，QHY10CCD，累计曝光48分钟

M87

从左下图上看，M87只是一个没有太多细节特征的椭圆星系。但实际上它却是一个巨大的椭圆星系，它的直径大约为24万光年，是银河系的两倍多，但它的质量却达到银河系的200倍以上。M87内部有超过1万亿颗恒星，1.5万个球状星团，核心还有一个重达60亿倍太阳质量的超大质量黑洞。在光学波段我们看不到关于M87的更多细节，但它在射电波段具有非常强烈的辐射，是全天最明亮的射电源之一。右图是由哈勃空间望远镜拍摄的伪彩色照片。可以明显看到从M87发出的喷流，整个喷流最远可达26万光年远。其能量来源可能在于星系中心旋转的超大质量黑洞及对周围吸积盘的相互作用。

▲ 拍摄参数：星特朗RASA，口径279mm，焦距620mm，QHY10CCD，累计曝光40分钟

▲ 哈勃空间望远镜拍摄到的M87

M87中心黑洞

左图是由事件视界望远镜项目于2019年公布的人类历史上首张黑洞照片。拍摄这张照片最难的地方在于分辨率，M87中心黑洞的视界角直径大约只有10微角秒，这在可见光波段是技术上无法达到的。而借助射电干涉技术，事件视界望远镜却可以达到这一分辨率。事件视界望远镜是由全世界8个具有亚毫米波波段观测能力及干涉观测能力的射电天文台组成的。这8个天文台位于全世界不同地区，北至西班牙，南至南极大陆，西至夏威夷，再加上位于美国、墨西哥和智利的望远镜共同构成。这些望远镜进行干涉观测时，基线长度相当于地球直径，可以极大的提高分辨能力。这张黑洞照片拍摄的是M87中心黑洞，我们实际看到的明亮环状部分是黑洞吸积盘发出的辐射，光环下部一侧较亮而另一侧较暗是因为吸积盘旋转的多普勒效应造成的。

▲ 事件视界望远镜拍到的M87中心黑洞

M89与M90

M89位于右图上部，从地球角度看去，它是一个近乎完美球形的椭圆星系，距离我们大约5000万光年。M89内部有大约1000亿颗恒星和2000个球状星团。右图下侧的旋涡星系是M90，距离我们约5900光年，比M89更远一些。但它却是为数不多的正在朝向我们运动的星系之一，也就是说M90可能正在脱离室女-后发星系团。M90包含有大约1万亿颗恒星和1000个球状星团。一般旋涡星系的旋臂中都包含有大量的气体和尘埃，这是新生恒星诞生的必要物质。而M90旋臂中的气体数量却比较稀少，这可能是由于与临近星系相互作用的结果。未来M90可能会演变成一个透镜状星系，这是介于旋涡星系和椭圆星系之间的一种星系类型。

▲ 拍摄参数：星特朗RASA，口径279mm，焦距620mm，QHY10CCD，累计曝光32分钟

M104

M104是位于室女座靠近乌鸦座方向的一个旋涡星系，距离我们约2800万光年。它是一个特征非常明显的星系，几乎完全侧面朝向我们，中心非常明亮，尘埃带将星系盘一分为二，根据其形态特征也被天文爱好者昵称为“草帽星系”。不过M104本身并不是很大，它的直径大约只有不到5万光年，约是银河系的一半。相比于银河系，M104拥有的球状星团数量要多10倍左右，大约有近2000个。对于目视观测来说，双筒望远镜可以看到星系明亮的核心部分，但若想目视到“草帽星系”的尘埃带则需要300毫米以上口径的望远镜。

▲ 拍 摄 参 数：星 特 朗RASA，口 径279mm，焦 距620mm，QHY10CCD，累计曝光44分钟