尋找天王星跟海王星

日期: 2014-8-26/15 22:30 ~ 23:50    2014/-8-31 23:00 ~ 00:00
地點: 自家屋頂
目標: Uranus, Neptune
主鏡: TEC140 / T-Mount, FC-76 / EZ Touch


南方, 東南方星空一直是我陌生的區域, 幾乎四季都如此. 現在太陽系最遙遠的兩顆行星, 天王星與海王星都在那兒, 如果想要欣賞這兩顆冰行星只得硬著頭皮認一下路了. 到去年我找天王星還是找得坎坎坷坷, 看看今年會不會進步一些? 現在大家都在 Goto, 可能難以體會這種尋星之樂... ㄜ... 或許對多數人也沒什麼樂啦, 哈~

26 號晚上找完天王星雲就來了, 不知何時才能找海王星? 貼個尋星紀錄圖先:

星圖看了半天, 飛馬與雙魚似乎是唯一的線索, 如果看得見雙魚那又更好辦了, 可惜雙魚是個超暗淡的星座, 位置大概是包著飛馬的後背與屁股, 但沒什麼亮星可以指點迷津.

第一步先習慣一下黑暗讓瞳孔鬆弛變大, 然後仔細看看大飛馬的長脖子與後背有沒有看得見的星星? 結果有, 但零零散散幾個星點看不出彼此關係, 沒關係這樣起碼第一步的目標達到, 第一步的目標就是要找到尋星出發點的指標星.

第二步就是派出小雙筒偵查以熟悉附近的地形地物, 決定待會前進的路線. 圍成五角形的南魚出現了, 這條魚不小, 6.2度視野的雙筒還不夠裝下整條魚, 可能要有 7 度才夠. 裝不裝得下重要嗎? 當然重要, 尤其當你不熟悉這邊的景貌時, 看見那個五角形與星圖一對, 你才知道自己目前身處何方. 然後平行馬背方向往馬屁股慢慢移動, 第一個碰的站點是剛剛肉眼也看得到的四等星雙魚 W, 再往下有個菱形, 然後是三顆排成一列的三連星, 接下來是一顆, 然後是兩顆. 三連星最亮的那顆是 4.4 等的 Delta, 底下一顆的是 Epsilon, 二連星比較亮的是 Zeta... 這些都是邊看星邊看圖確認的, 也是下一步 hopping 的跳站點.

第三步上望遠鏡, RDF 先對到起點 W 星, 出動 7x50 尋星鏡了, 依剛剛規劃的方向找到菱形, 然後找到三連星, 然後是單獨一顆的 Epsilon. Epsilon 前方有個較扁的三角形, 其下方有另一個比較平均的三角形, 不過尋星鏡是上下左右都顛倒的, 與星圖會有差距引起錯覺, 通常此時就要用其他星星當參考點來做相互位置比較與確認. 然後純白帶點淺藍的星點在 28X 就引起我的懷疑了, 對一下星圖, 果然這裏不可能有這麼亮的一顆星.

然後開始上倍率, 其實倍率沒很高就有點盤面的感覺, 我一路上到 350 倍, 也換雙目視到 245X, 天王星的淺藍小盤優雅動人. 如果是點光源, 不管你的折射鏡多優, 星點多細, 超高倍率下其環周圍與背景對比是銳利的, 就像鑲崁在黑布上. 但如果是行星盤面, 其環周圍邊緣通常是糊的, 盤面有細節嗎? 我覺得有耶, 可是不敢肯定是真的斑紋還是太高倍下的光學像差, 也許來管 210mm 折返鏡是個不錯的主意. 還有一個最簡單的現象... 沒有艾利斑, 盤面的東西不會有啦. 不會畫, 所以用 PPT 做個示意圖:

高倍下看到差不多就長這樣...
再貼一張我用的星圖, 有條虛線是黃道線, 行星軌道一定都在黃道線附近喔...

有去年跟今年找的位置

天王星的衛星, 有可能目視嗎? 有... 至少可以 Google 到一堆素描, 我也會試試看的. 天王星的主群衛星有天衛一二三四五, 天衛三(Titania) 與 天衛四(Oberon) 比較大顆, 但也只有四大木衛中最小的木衛二(Europa) 的一半大小左右, 視覺反照率又低, 最高的是天衛一在綠光下有 0.35

至於下個目標海王星的天區就精彩了, 而且據說大小已接近木衛二(Europa)的海衛一 (Triton)是相對容易看見的衛星, 更讓人躍躍欲試, 只可惜... 天氣呀



有索倫之眼, 土星星雲, M2/M15/M72

8/31 接近凌晨 SQM 有 19.28, 用小折 FC-76 先複習天王星, 與 5.5" 的感覺差一大截. 第二次找天王星順手許多, 有練有差. 轉向海王星, 南魚的北落師門是目前南天之霸, 向著馬頭方向推進, 肉眼可及最明顯的是一對 3.25 與 4.05 的 "亮"星, 其實一點都不亮, 勉強可見當做起點星用, 再往上走下一站是顆 4.8 的星星, 旁邊有另顆 6.35 的星, 周遭唯一一顆較亮的是一顆 6.5 的, 海王星就夾在其間, 對一下星圖, 沒錯.

3" 小折放大到 200 倍出瞳徑已經不到 0.4mm, 倍率上不去盤面看起來就小得一點都不過癮, 早知道天氣這麼好就扛大隻的了. 海王星的顏色比天王星明顯深了許多, 我憑記憶畫了一張比較圖, 差不多就這樣.

那衛星呢? 高倍對下去果然令人興奮, 兩顆遙遠的冰行星附近都有隱隱約約的嫌疑犯, 趕快把圖畫一畫, 方向標清楚待會兒下樓來對, 要是給我用 3" 小折找到, 那可驕傲死了...

紙本星圖不會有, 還好之前趁特價買的 SkySafari PRO 標得可清楚,

結果... 驕傲個大頭鬼, 根本就是恆星, 而且也才 11 點多等, 還癡心妄想看見快 14 等的小月亮? 早早睡覺比較實在吧.


山上欣賞秋銀河

銀河對我具有無以倫比的吸引魅力, 本來想筆記在上一篇, 但是越寫越多, 最後還是決定拆分出來, 內容跟之前 閱讀 Graig Crossen 專欄的心得筆記 "秋銀河 -- 從盾牌到仙后" 有很多重複之處, 不過看過, 經歷過後感覺硬是不同, 趕快把當時的經過記錄下來, 背景解說插圖都是使用 Skysurvey.com 的銀河全景圖.

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過晚上 10 點, 天蠍頭都已沉沒, 秋銀河幾乎是橫跨正天頂, 從南到北, 得要發揮一下想像力...

我們知道太陽系位在整個銀河旋渦中 Orion-Cygnus 旋臂內緣, 隔著一段空隙, 再往內一條是 Sagittarius-Carina 旋臂, 理論上現在看向夜空最東南方, 就在目光所及殘餘天蠍部分, 也應該就是 Sagittarius-Carina 旋臂外側, 而旋臂外側通常會聚集許多主要的發射(emission)星雲與疏散星團, 不過就在 Orion-Cygnus 旋臂內緣與間隔著的一段空隙, 大約距離我們 3~500 光年有一個橫跨約 70 度大小的 "天蠍-半人馬星協" 遮擋其前, 包括心宿二, 天蠍頭, 豺狼座 (Lupus), 半人馬, 甚至到南十字... 許多藍白色的恆星都是這個星協的成員.

天蠍-半人馬星協

然後往天頂方向移動, 銀河流過射手座壺嘴附近最黃亮的 "大射手恆星雲" (great sagittarius star cloud), M8/M20, 然後是 M24 附近的淡黃明亮的 "小射手恆星雲" (small sagittarius star cloud), 然後是 M16/M17, 甚至一直到盾牌座附近也是一團白亮白亮的盾牌座恆星雲 (Scutum Star Cloud), 以及在裏面的 M11, 到這裏看到的也都應該還是 Sagittarius-Carina 旋臂. 不過破了幾個洞讓我們可以往內看進去... "大射手恆星雲" 看最深, 直達 27,000 光年遠的銀河核心; "小射手恆星雲" 第二深, 往內到 10,000 ~ 16,000 光年遠; 其它像 M8/M20, M16/M17... 就是離我們蠻前面 5~7000 光年遠的 Sagittarius-Carina 旋臂本尊了.

看看上面左圖, 原來 "天蠍-半人馬星協" 或 "獵戶座星協" 離我們這麼近呀. 再看看上面右圖 M51 的旋臂會發現, 星塵暗帶多分布在旋臂內側, 這些星際物質是恆星誕生的基本元素, 也因此旋臂內側多呈現粉紅色的新星誕生景象, 而更為成熟的藍白色巨星, 疏散星團, 發射星雲... 則分布在旋臂外側, 當然... 不是每個星系都是這樣的, 例外也很多.

低光害看銀河就是那麼過癮, 書上讀到的什麼星協, 恆星雲... 一團一團的親眼就可以看見.

離開銀河最黃亮的中心部分, 繼續往天頂走, 有三團密集白亮的區域一定會吸引你注意到, 這在平地銀河就很困難了. 第一團在盾牌座附近, 目光移到白亮的盾牌座恆星雲 (Scutum Star Cloud) 與 M11 之後, 銀河旋臂們在此開始產生了方向性的大轉彎, 本來都是正面或側面角度看到拉平的旋臂開始往內捲, 並在視野盡頭處互相交錯, 因此這邊可能是靠我們最近的 Sagittarius-Carina 旋臂, 也可能是再繼續往內一條的 Norma 旋臂, 或者正是兩者交錯之處. 不過 M11/M26 又比 Sagittarius-Carina 旋臂離我們更近一些些, 大約 5~6000 光年遠, 是擋在 Sagittarius-Carina 旋臂的前景, 之前秋銀河的筆記有提到, 它們誕生於旋臂, 老了於是漂脫出來.

天鵝屁股的天津四此時幾乎就在正頭頂, 這表示跟剛剛一開始看 "大射手恆星雲" 方向夾了剛好 90 度, 旋臂們都向著核心內捲動, 所以呢, 天鵝附近的星星都是向著它流過去, 要發揮一下 3D 的想像力喔. 天鵝附近可以看見另外兩團白白的密集星點區域, 一團在身體與長脖子附近, 另一團在屁股也就是北美洲星雲附近, 前者是天鵝座恆星雲, 後者則是天鵝 OB7 星協的一部分, 肉眼看都很明顯, 不用望遠鏡更增添幾分震撼力.

很有趣的地方是, 狐狸座到天鵝頭這附近有很多距離有點遠的疏散星團, 但隔壁從狐狸座到盾牌座這區卻沒幾個疏散星團? 所以推測一下... 盾牌座恆星雲附近是準備要向內捲的 Sagittarius-Carina 旋臂, 以上面那張相片方向往左移到 "沒幾個疏散星團" 區域正是兩條旋臂的間隙, 再往左, 視線就接觸到我們的 Orion-Cygnus 旋臂的內緣, 而且是往前拉長延伸到盡頭最遠處, 所以這邊的疏散星團距離才比其它地方的都遠.

天鵝座既然是我們的 Orion-Cygnus 旋臂的內緣, 當然就少新鮮活力十足的高能量發射星雲與年輕明亮的疏散星團, 不過當我們視線繼續移到天津四, 代表我們開始逐步深入旋臂中間甚至看向其外側區域, 於是就出現應該多在旋臂外側才比較會出現的, 像北美洲, 鵜鶘等高能量發射星雲, 當然其前景依舊充斥著暗黑的星塵, 絲絲縷縷的覆蓋其上.

看到這裏不能不提另外一個現在正在天頂的顯著銀河特徵, 從天鵝屁股一路沿伸到南邊船帆座, 甚至把銀河切成兩部分的大黑帶, Great Rift... 這個我想破頭都想不到有更好的中文名字形容. 上面那半似乎就逐漸隱沒於蛇夫那邊. 看看下面相片, 像不像在看那些類似 NGC 891 被橫切一半的星系? 其實原因是相同的, 正是黑暗的星塵印襯背景明亮的核心或旋臂. 如果想深刻體驗一下什麼是 Great Rift, 可以用雙筒來回檢視兩個區域, 一處是天鵝頭到狐狸座之間, 另一處可以試試牛郎旁邊的天鷹 gamma 星到更外側一些的 Epsilon 與 Zeta 星之間的空域.

再深入一點想想, 整條 Great Rift 可沒那麼 2D 平面而已喔, 它距離我們有些近有些遠. 最近的地方就是大家愛拍的星空調色盤, 蛇夫 Rho 星那邊, 應該近於 700 光年遠, 在牛郎旁邊的天鷹 gamma 星附近可能有 1000 光年遠, 而到達天津四附近則有 2200 光年遠. 再想想, 天津四在我們前面, 半人馬座是在我們後面, 所以呢這條 Great Rift 從我們前面延伸到後面阻擋住我們看向銀河內部, 而從其它螺旋星系的相片可以發現, 暗黑帶多位於旋臂內緣, 所以我們知道, 當望著這條壯闊的大黑帶 Great Rift, 正是看著我們身處的 Orion-Cygnus 旋臂內緣... 盯著看一條星系旋臂耶... 想到都起雞皮疙瘩了, 哈哈~

秋銀河只看到這裏, 並沒有看完... 星空裏有太多寶藏, 我就像走進糖果屋的小孩一下子就迷失了, 期待下次上山好天氣囉.


用小雙筒在這邊紅圈圈處體會 Great Rift

繼續練習畫北美洲與鵜鶘星雲 -- NGC 7000, IC 5070/5067, 5068

上周末有個機緣讓我再度上合歡山觀星, 高山上的星空真是美好呀. 上山前一邊擬訂計畫一邊提醒自己不要太貪心, 所以最後就鎖定兩組暗星雲, Barnard's E (B142/B143) 與 B86, 當然別忘了好好重畫面紗與北美洲加鵜鶘, 還有銀河, 還有最近很熱門的 E2 彗星, 還有海王星跟海衛一,  還有... 怎麼越來越多?

昆陽停車場人車真是多到一種爆炸的狀態, 人生地不熟的就挑個小角落迫不及待架好小雙筒, 一些熟悉的同好也過來打打招呼, 跟大家哈拉幾個目標後開始認真畫畫, Veil 在 3" 小折  + 40mm 目鏡與 O-III 濾鏡下, 4.6 度視野內把東西面紗裝得剛剛好, 連中央的皮克林三角一絲一縷的也清楚映入眼簾, 真是驚人. Barnard's E 與射手壺嘴附近的 B86 與 NGC 6520 也清楚到不行. 更別說那顆在仙后的 E2 彗星了, 綠色大大坨的棉花球非常神祕. 最後畫了兩張, 畫超久的是這張 NGC 7000 + IC 5070/5067 + IC 5068:

比以前畫的好多了吧? 哈哈...

"北美洲星雲" 是誰取的別名呢? 我看 Sue French 的舊文章說, 這居然不是住在北美洲的人取的, 而是德國天文學家, 同時也是天文攝影先驅, 馬克思.沃夫 (Max Wolf) 在 1890 年拍下並暱稱的. 如今科技工藝進步, 有短焦大視野的望遠鏡, 也有超廣角的目鏡幫忙, 還有濾鏡... 讓我們用肉眼也能一睹其豐富之美. 這個視野內藏了不知多少星空寶藏, 而又挖到哪些?

首先 NGC 7000 當然沒有問題, 完美的北美洲地形, 清楚的隔著暗帶 LDN 935 緊鄰別號鵜鶘星雲的 IC 5070. 有人稱鵜鶘星雲是 IC 5067, 我對照了許多資料覺得比較可信的說法應該是 IC 5070 代表整隻大嘴鳥, 而鳥頭與脖子部分是 IC 5067, 我的素描沒標對, IC 5067 應該再往上面一些. 鵜鶘的長喙與脖子之間應該有黑帶區隔, 不過當時沒想到所以也沒認真去分辨, 不知道看不看得到?

鵜鶘底下有一條寬白雲氣帶, 這裏是 IC 5068. 相片裏的 IC 5068 分成三坨, 鳥屁股正下方也就是最右邊的是 IC 5068B. 據 Sue French 說, Willmann-Bell 出版的電子星圖 MagaStar5 把 IC 5068 分取三個副名, 中間的是本尊 IC 5068, 右邊的是 IC 5068B, 左邊是 IC 5068C. 我看的結果是白白橫向一條, 其間不少黑縷絲散佈其上, 好玩的是黑絲方向頗為一致, 讓人感受到前景的暗黑星塵掩蓋背景的反射星雲, 層次感十足.

北美的頂端有一個應該是很有趣的目標 "暗戒指星雲" Dark Ring Nebula, 名字很酷吧? 我們熟知 M57 被叫作 Ring Nebula, 是一枚彩色耀眼的戒指; 而這枚 "暗戒指" 名稱首次問世是在 1927 年的雜誌 "Popular Astronomy magazine" 專欄作者 Daniel Walter Morehouse 取的, 其實它也是湊巧被前景的暗星塵把背景明亮的星雲圈成一圈的結果, 後人也有人把它叫做 "鳥巢", 鳥巢裡還正巧有一個疏散星團 NGC 6996, 剛好扮演⋯ 嗯，一堆鳥蛋好了.

好啦, 別再殘害眼睛了, 趕快端出 "拍甚麼都有拍什麼都厲害" 的大師: 熊天文台的阿炫兄 相片做輔助啦:

是不是賞心悅目多了? 還有分不出鵜鶘的可以參考一下這張我學別人拼接的...

如果要看真正漂亮的相片請移駕到 熊天文台的阿炫兄 喔...

當然上山還有許多其他的收獲啦, 比如說銀河... 以前讀到在天鵝頭到肚子中央的 "天鵝座恆星雲" (Cygnus Star Cloud); 北美洲往後延伸的 "天鵝座OB7星協" (Cygnus OB7); 往前延伸到牛郎星附近的 Great Rift 把銀河一切分為二的壯闊景像; 銀河核心部分的 great sagittarius star cloud, M24 附近的 small sagittarius star cloud... 這些銀河特徵全都是肉眼目標, 現在看到就把讀到的印在腦海裡, 果然讀了幾頁書還需行萬里路驗證驗證才好呢.

繼續練習觀察暗星雲 -- Barnard's E (B142/143)

日期: 2014-8-21 00:00 ~ 01:15
地點: 自家屋頂
目標: Barnard's E (B142/B143), NGC 7000, IC 5070, LDN 935, Veil Nebula
主鏡: Leica Trinovid 10X 42mm;
Seeing: 2/5 (Above Average); Transparency: 4/5 (Below Average); SQM: 18.82


觀察暗星雲果然是截然不同的一種感受, 自從今年開始有點體驗之後就樂此不疲.

尋找大黑馬暗星雲
北美洲星雲裏面的暗星雲 -- LDN935

今天天頂還可以, 正好也想測試一下加裝手把後的 EZ Touch 經緯儀, 以及剛到手的 HI-LE 2.8mm, 所以帶著小三上陣, 目標選定據說最適合小雙筒的暗星雲目標, 組合起來別號 "巴納德 E" 的暗星雲, B142 與 B143.

器材架好先用雙筒掃一下空域, 牛郎星旁兩顆星, 其中一顆橘色的是 Gamma 星 (河鼓三), 手持雙筒就已隱約看見那股神祕的黑, 似乎有兩坨, 都向四周伸出觸角. 沒想到這麼容易看見.

10X 42mm 小雙筒, 6.2 度視野/4.2 mm 出瞳徑; 如果用 3" 小折搭 35mm 目鏡, 那是 16.3X/4.2 度視野/4.7 mm 出瞳徑, 理論上看起來除了視野小了 1/3 以外, 應該是更亮對比也做得更強才對. 用小折看了半天... 也還好, 兩坨神祕的黑向四周伸出觸角, 那不是跟剛剛形容的一樣? 好像是耶, 分不太出來邊界, 不過暗星雲那種黑看久有點詭異, 怎麼形容才好呢? 有點 "假假" 的突兀, 有點壓迫感.

把小雙筒上腳架來畫圖好了, 先描星點再來畫黑暗的區域... 不太好畫, 邊線抓不到就真的很難畫. 有 E 嗎? 沒有, 倒比較像顯微鏡下有好幾隻觸角的細菌.

畫完的檢討是這樣的, 第一既然是暗星雲, 應該把背景畫成淡淡的黑而目標畫得更黑才對; 第二目標附近的星點應該多畫一些, 盡可能多畫, 這樣比較能凸顯暗星雲的特徵.

總之 B142/B143 真的不算難, 在 SQM 18.82 的條件下 10X42mm 就能認出, 但要辨識出細節還要多多練習改進. 後來裝上 ultrablock 跟 3" 小折裝 O-III 比一下北美跟面紗, 怎麼比都是雙筒明顯優 (面紗除外, 面紗的明顯度用雙筒有點遜, 不過卻能裝下東西面紗成一個環狀, 這點還蠻了不起的). 那個北美洲星雲越看就越會看, 現在已經比較容易能分出大頭的加拿大方向與小尾的佛羅里達, 當然 LDN 935 與夾在 NGC 7000 與 IC 5070 之間的黑縫也越看越清楚了, 這是多看與多練習的成果, 應該不是天況變好.

另外發現即便小雙筒的出瞳徑小於 FC76 搭 Pan35, 但是雙筒的視野明亮且晶瑩剔透, 更勝小折 (雖然 Trinovid 視野周邊 10%以內星點嚴重變形), 為什麼呢? 應該試試看不用天頂鏡直接看, 搞不好是因為太多層玻璃的關係也說不定.

一點空與寂的禪意 -- 甘伯的串珠 Kemble's Cascade

日期: 2014-8-14/15 23:00 ~ 00:20
地點: 自家屋頂
目標: Kemble's Cascade, NGC 1502
主鏡: TEC140 / DM4

內容少得都不好意思做記錄... 不過因為加減也畫了一張圖, 而且還是現場完工沒後製的, 所以就記一下好了.

昨天不知道是 17 還是 18? 月光亮得很, 不過自從 Discmounts 寄給我 DM4 的延長筒之後一直沒好天氣可以試我夢想的輕便組合, 看天空還可以就趕快把東西架一架, 目標呢? 當然只有雙星啊疏散星團... 之類的囉.

DM4 越界挑戰重機材

甘伯的串珠 (Kemble's Cascade), 從第一次耳聞就被這個名稱吸引, 可惜遲遲都沒有付諸行動. 他的位置也很偏僻, 鹿豹座 (Camelopardalis), 一個最亮星只有 4 點多等的冷門星座, 從來也沒想過它的圖形. 因為位置很北, 我在找星圖時還不太容易找到比較廣域的一頁來擬訂尋星計畫, 最後的尋法是以仙后 W 左右兩端點延伸一倍的方法來定位, 後來網路上查了一下, 果然全世界的人都是這麼找的, 哈~

等我用雙筒與星圖再三確認之後發現, 原來就在我家屋頂往北看的那座山丘方向, 從一棵大樹樹梢恰恰冒出頭來, 大樹就是指標, 我還是第一次尋星用 "樹" 當指標來找的呢, 真是有趣.

我是覺得如果視野有 3 度以上會是最佳構圖, 可惜今天帶大支的, 配 40mm XL 最多也只有 2.65 度, 不過倍率太低的話, 尾端的疏散星團 NGC 1502 會看不清楚, 所以又要視野大, 又要清楚, 還真是不容易呢.

不過發現這組有趣星體的人可是用 7x35mm 小雙筒就搞定的喔.

甘伯神父 (Lucian J. Kemble 1922~1999) 是土生土長的加拿大人, 年輕時當了 4 年的二戰時期無線電操作員. 24 歲時進入聖方濟會修道院, 7 年後開始被正式授與擔任神職工作, 然後終其一生都在傳道與授課. 工作之餘, 他的嗜好是天文, 尤其喜歡用他心愛的 C11 蒐尋深空天體, 一輩子總共累積超過了 5,550 份觀測紀錄. 甘伯神父也是 27 年的 RASC 會員喔, 我現在是 1 年會員, 哈哈... 這些資料當然也是從 RASC 裏面找到的.

大約在 1980 年左右, 甘伯神父有天用手持的 7x35 小雙筒在巡天, 發現了這串令人驚艷, 大小, 明亮, 顏色... 都不太相同的星串掛在冷冷清清的鹿豹座裏面, 於是他寫信給 Sky and Telescope 雜誌當時 Deep Sky Wonders 專欄的掌門人 Walter Scott Huston (1912~1993)... 寫到這裡不禁感嘆 S&T 真是有歷史地位的天文雜誌啊, 多少革命性的產品初登場, 多少風雲人物... 喔, 對了, 現任 Deep Sky Wonders 專欄的掌門人正是目前我的最愛 Sue French 喔.

回到 1980 年, Walter 把這個發現放在專欄介紹給讀者, 同時命名它為甘伯的串珠 (Kemble's Cascade), 從此這個帶點神祕的美麗名稱就一直流傳至今.



甘伯神父

最後又要用 "拍甚麼都有" 的大師: 熊天文台的阿炫兄 相片做輔助,

星點很多看不清楚嗎? 畫了線幫忙辨識, 事實上望遠鏡低倍目視不會有那麼多顆星啦, 而且大師還把疏散星團 NGC 1502 拍得這麼漂亮, 右下角還有一個小滴滴的行星狀星雲 NGC 1501.

就在這冷清清的北天, 幾乎看不見的長頸鹿, 樹梢剪影的上方, 一串彩色僧侶念珠, 看著它你會想到什麼?

死亡之舞 -- 開花的 M57

行星狀星雲, 一向有其觀測魅力, 也難怪許多觀星社團, 都有難度不一的行星狀星雲清單供會員挑戰. 以自己有限的經驗而言, 行星狀星雲很多容易看到顏色, 很多會閃爍, 而且形狀迥異... 種種理由讓人愛不釋手, 回顧一下以前的紀錄還真不少行星狀星雲, 當然越早寫的越好笑, 現在再翻來看都覺得不好意思呢.

2011-9-4 M27 啞鈴星雲
2012-3-25 用 UHC 濾鏡看見 M97
繼續挑戰 6cm 的能力 -- M76
真的會眨眼睛的 NGC 6826 觀察記
月光下的藍雪球 -- NGC 7662 觀察記
扁扁的土星星雲 -- NGC 7009
萬聖節月的鬼魅 -- NGC 7293 與 NGC 404
6cm 下的愛斯基摩星雲 -- NGC 2392與OR目鏡測試
月光下的貓眼睛與意外的西面紗 -- NGC 6543, NGC 6960
彩色 M57

相片來自 WIKI

大家都知道, 跟太陽差不多重... 大概 0.5 到 7~9 倍內恆星未來的命運. 恆星核心是燃燒氫的核融合反應, 然後轉變成惰性的氦. 燃燒爆發向外的推力與重力造成的內引力達成平衡, 這樣這顆恆星就還在主序星上. 但是燃料總有燒完的一天, 當核心的氫不夠燃燒時, 重力造成的內引力大於燃燒爆發向外的推力, 核心部分便開始了控制不了的崩塌, 崩得越嚴重內引力就更大, 就像打開一個連鎖反應開關, 正式啟動這顆恆星死亡之途, 卻也開始了行星狀星雲的誕生之旅.

以上以下都是外行人沒有認真讀書, 網路上東拼西湊的偽知識, 錯誤之處敬請見諒.

當內引與外推之力失去平衡的一開始, 內引力已經抓不住最外層的物質, 於是最外層的物質緩慢的被往外推, 這個是恆星風 (stella wind). 其實現在的太陽系也有類似的太陽風 (Solar wind), 因為總有些被電離的氫啊氦啊... 的電子質子逃離太陽重力掌握, 不過這個質量流失小不可數, 但是恆星風的密度就比太陽風大多了, 此時恆星已離開主序往右走往紅巨星階段, 體積變大溫度降低亮度增加.

不過這個情形不會持續太久, 情況越來越失衡, 核心內因不斷坍塌密度升高, 溫度也急遽上升, 升到一定程度之後連惰性的氦也開始發生核融合, 此時核心巨大的能量把恆星本身的物質大量的高速向外拋射, 這層高速拋射追上之前慢速拋射物質, 擠壓成一層層的雲氣帶. 氦有可能很快就用完, 等外層的氫融合為氦累積一定程度後, 又會再有類似的大量高速拋射核心物質情形發生, 這好像就叫做氦閃? 端看原來恆星質量以及其含碳或氧比例有關, 有些很穩定有些則是一陣一陣的閃. 這個階段已是所謂 AGB (漸進巨星分支) 後期.

為什麼會讀到這些專業的天文物理知識? (雖然可能讀得錯誤百出啦), 主要是自己孤陋寡聞, 常聽到或看到攝影同好狠狠的說... 要把哪些行星狀星雲打到 "開花" 為止. "開花"? 每張行星狀星雲相片不都開得像花一般美麗? 原來 "開花" 的意思是要拍到恆星頻死前早期被拋到外層的雲氣物質. 先貼一張也是明燈級大師之一的國王用 VC200 隨便拍拍的 M57, 仔細看看有沒有花呀?

如果沒有的話, 下面一張是更專業器材拍的

氦的融合會轉換成碳及氧, 形成金屬成分高且極高溫的核心白矮星, 超高能量的白矮星激發外層已被電離的電子形成豐富的顏色表達, 紅色通常是能量比較低也是 AGB 比較早期階段的, 藍色則是高能量的呈現. M57 依此推測就是已走入 AGB 末期很老的行星狀星雲... 其實行星狀星雲本來就相對短命... 其白矮星能量極高, 激發中心部分的氧因此呈現藍色.

還有一個疑問... 恆星應該要爆成一個像泡泡的球狀啊? 相片裏幾乎所有的行星狀星雲都是某種性質的對稱圖形, 為什麼行星狀星雲會有這麼多不同形狀? 事實上 80% 的行星狀星雲都不是泡泡狀. 像 M57 好像就是爆成二維平面的, 不然為什麼看起來會像一個戒指? 我想這個問題應該頗複雜, 但有證據顯示罪魁禍首可能是一般恆星常見的伴星所致. 所以當我們望向 M57, 的確是從兩端點的其中一端看進去, 而噴發的物質可以想像是從其赤道環狀向外延伸, 而非 3D 360 度的拋射. 如此多才多姿, 千變萬化, 正是恆星最後一幕的死亡之舞呢.

解開月坑形成之謎的浪漫科學家

這麼快就在這個故事貼上標簽其實太過草率了, 不過當我讀完八月份 S&T 雜誌 William Sheehan 先生這個 "The Forgotten Scientist Who Solved Lunar Craters" 故事時, "浪漫" 這兩個字就不由自主從心頭冒出. 浪漫有很多種形式, 男女情愛只是其一, 我們常常會覺得小孩天真浪漫, 有些人光生活態度就浪漫不已, 但無論如何浪漫都難從矯情造作中生出, 就算能, 也只是須臾片刻, 要真心才可以切切實實感受到.

當然, 這還是讀後心得, 不是翻譯喔. 純粹想分享而已, 最好還是讀原文, 作者寫得非常精彩.

美若仙境的紐西蘭南島

一個世紀前, 對於月坑是被流星撞擊形成? 還是火山活動遺跡? 科學界仍然爭吵不休, 多數人寧願相信後者的推論, 因為流星撞擊的推論脆弱不堪, 而且漏洞百出. 舉個最簡單的例子... 傾斜撞擊下, 撞擊坑應該偏長型, 但是絕大多數的月坑都是漂漂亮亮的圓形, 不信斜斜的丟個石頭到爛泥巴裡, 被砸出的形狀有可能是圓的嗎?

包括美國國家地理調查局, 哈佛訓練的地理學家... 還有許多著名學者與機構努力研究, 並提出多重證據企圖證明流星撞擊理論, 都還是顧此失彼, 難已全面的信服嚴謹的科學界, 而第一個提出詳細且嚴謹數學模型與計算的科學家, 不但當時沒造成什麼迴響, 而且至今幾乎已被人們遺忘, 他是來自南方島國紐西蘭的教師, 數學家, 天文學家... 或稱他為探險家也可以的查爾斯.吉佛德 (Algernon Charles Gifford), 與另外還有一位不能不提到的 "理想家", 別名 "Bicky" 的亞歷山卓.畢克爾頓 (Alexander Bickerton).

查爾斯.吉佛德 (Algernon Charles Gifford)

吉佛德打從一出生, 其人生旅程就注定貼上冒險標籤. 出生在距離祖國英格蘭十萬八千里的南非好望角, 然後再跟著家人搬家到紐西蘭南島的懷塔基 (Waitaki), 童年時光就在歐瑪魯 (Oamaru) 的小村莊裏度過, 念完文法學校, 到了 15 歲再被送回地球另一頭的英格蘭. 天賦異稟的吉佛德至此已難掩其數學天才, 不僅年年得到獎學金, 而且獲獎連連, 1883 年就以天文數學領域獲得著名的約翰赫歇爾獎.

這麼厲害, 如果留在英格蘭肯定是學術界新世紀的一枚新星, 甚至揚名國際都沒問題. 可是此時不知是命運的探險基因作祟還是南島歸鄉的呼喚, 吉佛德實在太想家了, 想念那個有壯闊山脈蔚藍海洋的南島, 於是包袱收一收就真的回家啦.

Oamaru 山景
 

回到紐西蘭後, 吉佛德先是在歐瑪魯的學校教了幾年書, 鄉下地方工作不好找待遇也低, 後來換到了基督城的一間學院, 這裡薪水比較好, 可惜運氣不佳, 沒多久居然被校長以數學與科學非本校重點的理由炒掉了.

失業後的吉佛德無所事事, 漂漂蕩蕩一陣子, 期間還賣過風景照, 不過這也不是什麼好主意, 因為根本沒人買. 就這樣混了幾年, 終於在 1895 年, 被北島的威靈頓學院聘僱了, 之後吉佛德倒就待在這裡一路教書教了 32 年, 成為學生們口中敬愛的 "查爾斯叔叔".

在這段教書的日子裏, 吉佛德認識了一位神奇人物, 他比吉佛德年長 19 歲, 不但超有個人特色而且深具魅力, 他是別名 "Bicky" 的亞歷山卓.畢克爾頓. 這兩位必定有相同的基因特質, 一拍即合, 吉佛德自此成為畢克爾頓的忠實粉絲與追隨者. 打從 1890 年代他倆第一次見面到 1929 年 Bicky 過世為止, 兩位天真浪漫的科學家天馬行空聊了半輩子, 其中討論最多也是最重要的就是 Bickey 提出的所謂 "部分撞擊理論" (Partial Impact Theory), 一個古怪, 甚至至今根本都鮮為人知的怪東西, 但卻成為吉佛德後來對撞擊過程相關研究的重要種子.

Alexander Bickerton

跟吉佛德不同, 畢克爾頓從小就是長輩眼裡不會有什麼出息的小孩, 據他一位文法學校的老師形容⋯ 而且儘可能正面... 他說："至少還不算百分之百的白癡啦"

學無專精的畢克爾頓大概金木水火土什麼工作都做過, 其中還包括開過使用他自己發明機器的木工廠, 這時候他才 21 歲. 對萬事萬物都充滿好奇心, 人生中的每分每秒都不想錯過, 豐沛的求知慾驅使他晚上還去上科學課, 不過似乎也因此讓他開始找到自己厲害之處, 不但上課上得津津有味, 還得到了獎學金, 最後變成夜校的科學講師, 真是厲害. 不過就在他自己得意洋洋興匆匆籌畫, 並廣做宣傳後的第一堂課裏的學生你猜有多少人?... ㄜ, 只有一位.

Bickey 可沒因此就被打倒, 一方面仔細推敲原因, 一方面也到地區教會觀摩那些受人歡迎的牧師倒底有何神奇訣竅? 最後得到一個結論: 如果想要在倫敦搞個受歡迎的課, 上課內容一定要娛樂化, 氣氛甚至要像馬戲團... 這當然對, 這個結論幾乎是放諸四海古今都對. 如果你開個化學或物理課, 要吸引學生... 至少不要讓學生睡著最好的辦法就是弄出轟然巨響, 爆炸, 煙霧... 自此頓悟之後, 畢克爾頓的課可是場場爆滿, 課程內容想當然是炫目耀眼, 煙火四射.

到了 1874 年, 畢克爾頓成為紐西蘭基督城坎特伯雷學院 (Canterbury College) 第一位化學教授, 這時候他也不過 33 歲, 依然帶著其招牌煙火秀課程轟動紐西蘭, 這麼精彩的課關在校園有點可惜, 所以畢克爾頓開始對外公開賣票授課, 也因此海削一筆... 就這樣兩年後, 一件新星爆炸事件讓他已多才多姿的人生出現更戲劇化的轉變.

1876 年天鵝座一顆明亮的新星爆炸, 發出耀眼光芒後逐漸黯淡, 這個吸引全世界目光的天文事件, 又啟動了畢克爾頓的想像力開關, 靈光一閃他想到, 假如太空中有兩個物體不幸相撞, 應該是擦撞的機率比較高, 這樣是不是會造就新星爆炸事件? 講仔細一點就是這樣... 宇宙間這麼多星星都會有燃燒殆盡之時, 屆時無數冷冷的大石頭四處亂飛總會有擦撞到的機會. 在這麼高速的撞擊之下, 雙方都會被撞掉一些部分, 而這麼大的動能將劇烈加熱被撞掉的部分, 然後形成新星爆炸事件. 有道理嗎? 有道理, 不過真的很怪. 畢克爾頓洋洋灑灑的寫了一篇論文, 不知道該投稿投到哪裡? 因為他還是該校第一位化學科學老師, 最後呢, 決定投到坎特伯雷學院的哲學系.
沒錯... 是哲學系, 跟丟到南太平洋差不多.

此時畢克爾頓的心思已經完全被他自創的 "部分撞擊理論" 思緒淹沒, 不僅拿這理論解釋新星爆炸而已, 還進而發揚光大繼續解釋了變星, 雙星, 多星系統, 甚至行星狀星雲, 甚至火星的閃焰, 甚至到最後他相信太陽系的形成也與暗星間部分撞擊有關. 然後他開始一封接著一封寫稿給著名的科學期刊 "Nature", 總共投了 15 封, 全部被退稿, 沒有一封例外. 畢克爾頓也不是空心蘿蔔, 好歹也是一位化學老師, 問題是天文學界相當嚴謹, 有模型有推論不夠, 你還要能夠證明, 數學是最好的表達方式, 不是大於就是小於, 要不然就是等於, 絲毫沒有模糊空間. 這對只擅長創新點子, 實驗論者的畢克爾頓而言, 理論證明是最大的一個罩門. 同時在學校的教席群裏, 畢克爾頓也開始飽受攻擊, 最常被批評的是, 你一個化學教授正事不幹, 整天搞什麼天文學? 於是在 1902 年畢克爾頓就被學校開除了.

離開學校後, 天性積極樂觀的 Bickey 一點也不灰心喪志, 也沒因此開始種花蒔鳥浪費生命, 他倒是在基督城郊外開了一座主題公園, 很酷吧? 不過心裡念念不忘的仍是他的寶貝 "部分撞擊理論", 到了 1910 年, 畢克爾頓也老了, 時間不多, 於是決定拋妻棄子回到世界舞台的英格蘭繼續宣揚他的 "部分撞擊理論". 此時局勢與 30 年前已大不同, 畢克爾頓的得意弟子, 大名鼎鼎的諾貝爾化學獎得主歐尼斯特.拉塞福 (Ernest Rutherford) 正是歐陸學界的第一把交椅. 別以為紐西蘭只有魔戒跟哈比人, 歐尼斯特.拉塞福可是道地的紐西蘭人, 學生總是不吝對外讚揚他的啟蒙老師畢克爾頓, 並稱讚 "部分撞擊理論" 是多麼獨到且不可多得... 諾貝爾獎得主講就有用嗎? 答案是: 沒什麼用. 原因也很簡單, 化學家又不是天文學家.

歐尼斯特.拉塞福

人生奇妙就是這樣, 你永遠不知道會吃到哪顆巧克力. 一個人與一件事扭轉了這一切, 這個人就是查爾斯.吉佛德, 而這件事就是在今年正好滿一世紀 100 年的第一次世界大戰.

吉佛德有嚴謹的數學素養, 雖然對大多數人而言他也算是一個怪咖啦. 他對 "部分撞擊理論" 的思考, 與總是前進跳躍式的畢克爾頓完全互補. 1915 年的 6 月, 當時已 73 歲的畢克爾頓正孜孜不倦的對英國天文學會 (B.A.A.) 說明流星的撞擊應該是 "相當平均的一種爆炸", 傾斜的撞擊形成 "大致" 圓形狀的撞擊坑, 但撞擊的動量熱破月表, 致使月殼底下的熔岩流出造成以為是火山活動的月坑, 幾分鐘後 (事實上是兩小時) 英法為主的協約國在法國北方引爆了 24 噸的炸藥, 炸出一個直徑大約 90 公尺, 深達 20 公尺的巨坑, 並開啟了第一次世界大戰最血腥的索姆河戰役, 據說其巨大的爆炸聲直達倫敦市.

這個巨坑以及索姆河戰役其它彈坑, 變成研究月坑最好的素材, 事實上吉佛德的許多學生也參戰並犧牲於廣大的歐陸戰場, 吉佛德從這些人類的悲劇遺跡中蒐集到不少珍貴的資料, 在此同時, 國際間對月坑的研究也同獲進展. 不同於熱鬧的國際期刊, 絡繹不絕的國際級發表會, 研討會... 吉佛德是完全關著門在研究, 並在 1920 年計算出所有答案. 一位吉佛德的學生回憶道, 就在一堂尋常課裏, 老師話鋒一轉, 整堂課變成 40 分鐘令人大開眼界的數學運算, 黑板上滿滿的數學公式寫滿各種撞擊速度, 角度, 能量, 爆炸曲線... 下的月坑以及所有詳細的計算過程, 宇宙間超高速飛行的物體撞擊之下, 其撞擊角度 "應該" 造成的長型, 大多數可以被忽略而是會形成圓形, 吉佛德甚至計算出月坑的哥白尼坑 (Copernicus) 與西奧菲勒斯坑 (Theophilus) 坑內小山的形成. 最後在 1924 年吉佛德把計算整理成論文, 投稿到紐西蘭科技期刊... 紐。西。蘭。科。技。期。刊。... 很抱歉, 當時這是一份對於國際學界幾乎毫無影響力的雜誌, 就算其精采論述與分析數據足以一夕之間可以改變科學家 25 年後才能證明的現象也一樣, 南島的綿羊還是優閒的在吃草, 企鵝還是擠在一起呱呱叫.

退休後吉佛德在山林海景陪伴下過著悠閒的退休生活, 直到他 1948 年過世後的隔年, 美國行星科學專家 Ralph Baldwin 發表他著名的月表撞擊理論 "The Face of the Moon", Baldwin 先生的資料多取材於美國軍方的二次世界大戰資料, 他所繪製爆炸能量與彈坑關係的曲線與吉佛德當時所繪一致. 然後終於在 1950 年代, 美國地理學家 Eugene M. Shoemaker 研究原子彈彈坑以及地球其他隕石坑之後解答了月坑以及其它太陽系天體的撞擊坑完整解答, Shoemaker 毫無疑問是公認解開月坑形成之謎最重要的科學家, 但別忘了 30 年前地球南端的島嶼上一位, 或說兩位懷抱天真理想的科學家就已經計算出相同結論了. 他們也許永遠只會是天文界的無冕王, 但是他們的故事很浪漫, 很鼓舞人... 還有, 他們都活得很精彩, 也很長壽, 都快 90 歲了呢, 尤其在這麼美的國度裏, 真令人羨慕, 這才是人生啊.