誰發現了 M57 ?

M57 是夏夜最具代表性的深空目標之一, 很多人拿到第一隻望遠鏡, 或者第一次尋找深空天體就是找它. M57 看起來就像我們心目中典型的 "行星狀星雲" 模樣, 灰白模糊的圓盤被稍微明顯的外環圈著; 位置好找, 夾在肉眼可見的天琴 beta 與 gamma 星間, 辨識難度也不高... 真的不高, 看過一兩次之後任何人都可以輕鬆找到. 我剛剛用 M57 當關鍵字搜尋了一下自己的筆記, 400 篇裏竟有 55 篇提到 M57, 根本是拿它來當測試用. 從 7x 50mm 尋星鏡、10X 42mm、15X 56mm、18X 70mm 雙筒; 自己組裝的 50mm、55mm、60mm、71mm 小小折; 80mm 賞鳥鏡; 60mm、76mm、90mm、100mm、102mm、140mm、200mm、210mm、254mm、318mm 折射鏡、反射鏡、折返鏡... 倍率從 7X 看到 400X, 有加濾鏡不加濾鏡... 真的是把 M57 看到翻過來了. 這也是為什麼 6 月份雜誌這篇由 Don Olson 與 Giovanni Maria Caglieris 寫的 "Who Discovered the Ring Nebula?" 這篇文章這麼吸引我.

是誰第一個發現 M57? 我找了懶人喜歡找的 WIKI, SEDS... 都說是法國天文學家 Antonie Darquier, 歐洲南天文台 (European Southern Observatory) 網頁, 甚至才幾年前國際研究團隊使用哈伯太空望遠鏡 Wide Field Camera 3 拍攝 M57 計劃的新聞稿也都說是 Antonie Darquier. 而且大家引述的文字都一樣, 翻成中文 (不過還是建議大家看原文, 因為我很常寫錯, 哈~~) -- "Darquier... 使用大約 3 吋的望遠鏡於 1779 年一月第一次看見這個環... 不久之後, Charles Messier 也看見了, 然後加進他的目錄... 就是 M57". 19 世紀的各種天文刊物、天文台紀錄、書籍... 都類似的這麼寫, 時間延續至今, 大家抄來抄去, 因此所有書本也都這麼寫. 那麼有人研究過到底這段話從何而來? 又有什麼奇怪之處?

大家都認識梅西爾先生, 因為從 M1 到 M110 的 "梅西爾目錄" 不但是同好們耳熟能詳的入門參考, 應該也是世界上第一本有系統的深空天體目錄 -- 如果有機會到法國, 我超想參觀巴黎梅西爾先生的觀測塔, 然後再到他的墓園走走 -- 梅西爾先生編纂這份深空天體目錄的原因當然還是為了他的彗星搜尋工作. 茫茫星空中雜七雜八的雲氣散落四處, 得先把這些確定不是彗星的障礙物標出來, 不然常常會搞不清楚.

1779 年 1 月 18-19 號的下半夜,  天況好得不得了. 梅西爾先生正準備用他焦長 3.5 呎的折射鏡觀察木衛 IO 蝕, 當時這隻在倫敦由 Dollond 製作的 3 片式折射鏡可是世界最好的望遠鏡之一. 在木衛 IO 5:53 開始蝕之前, 他先用另一隻當時算超短焦的焦長 2 呎望遠鏡, 搭配大目鏡作出 5~6 度大視野找彗星, 然後在天鵝頭輦道增七 (beta) 星旁邊, 大約 5 等亮的天鵝 2 號星附近找到彗星. 不過這不是新發現, 這顆是柏林天文台的台長 約翰·埃勒特·波德 (Johann Elert Bode) 發現的, 波德先生算出天王星的軌道, 而且用 Uranus 命名, 還發現了 M81, 所以 M81 也被叫作波德星系.

在 1782 年出版的一張梅西爾的觀測星圖裏可以發現該彗星的軌跡, 從狐狸座開始是一段虛線, 有個點旁邊寫著 "1 月 6 號 柏林" (a Berlin le 6. Jane) -- 不知道我有沒有看錯? 因為看了半天雜誌裏古圖的龍飛鳳舞, 實在看不太懂, 只好半用猜的 >"< -- 之後的軌跡變實線, 實線在天鵝 2 號星附近也有小字 "a Paris le 18. Jane"; 因此梅西爾一定知道 1/6 柏林的波德先生已經發現這顆彗星, 然後他自己在 1/18 號看到. 虛線是波德先生的觀測, 實線則是梅西爾本人的觀測. 這裏要先埋個小伏筆, 因為古圖上的 "用字" 會解釋到後來的誤解.

回到 1779 年 1 月 18-19 號下半夜, 當時梅西爾用的星圖是跟牛頓先生很不合的英國首任皇家天文學家 約翰.佛蘭斯蒂德 (John Flamsteed) 編的. 天都快亮早上六點多, 記錄完彗星, 梅西爾在晨光中彗星附近找到另一團雲氣, 不過當時觀測條件太差, 來不及確認, 然後接下來幾天都是多雲, 一直等到 23 號梅西爾才再度量測這團雲氣, 並標上 "Neb 1799", 現在我們知道這團雲氣就是球狀星團 M56.

對了, 18 就 18; 19 就 19, 幹嘛講 18-19 號? 因為那個年代天文學家的 "1 天" 是從中午到中午算; 而民間則是午夜到午夜算, 所以清晨的記錄可以說 18 也可以說 19.

幾天後, 梅西爾先生持續觀察, 又有了重大發現. 彗星當時跑到天琴 Beta 星附近, 看著看著... 他發現在 gamma 與 beta 星之間有一小抹光, 圓的... 然後梅西爾先生量測了它的座標 RA 與 DEC, 筆記下來. 至此, 我們從梅西爾的座標、目標描述... 可以確認他在 1779 年 1 月 31 號發現了 M57 毫無疑問. 在前面提到的同一份星圖上 M57 位置旁邊也寫上了一樣的 "Neb 1799", 之後兩個目標一起列入梅西爾目錄裏, 而大誤解就出現在這份梅西爾對 M57 的描述文字 (梅西爾對 M57 觀測描述的原文可參考 SEDS 這邊). 奇怪的是梅西爾寫到了:   ...... M. Darquier, at Toulouse, discovered it when observing the same comet, and he reports: "Nebula between gamma and beta Lyrae; it is very dull, but perfectly outlined; it is as large as Jupiter & resembles a planet which is fading". 大意是... 當 Darquier 找同一顆彗星時也 "discovered" 到這團雲氣 (M57).

好啦, 連發現 M57 的梅西爾先生自己都說 Darquier 先生 "discovered" M57, 動詞還加 "ed" 喔. 那還有什麼可以誤會呢? 不就是 Darquier 先生最先發現 M57 嗎?


文字或語言都會與時俱變, 更別說一兩百年前的習慣了. 的確, 當年的 "discover" 並不完全跟我們現在認知的 "發現" 一樣 -- 是 "從無到有" 的查覺; 那個年代的 "discover" 比較類似 "看到"、"找到"... 那種帶著 "我知道有這個東西, 哇... 我也看到了" 的意味. 這可以從前面講的那個 "伏筆" 得知, 觀測星圖裏的手寫小字都用 "discovered", 彗星是柏林的波德 1/6  "discovered", 但也是巴黎的梅西爾 1/18 "discovered", 都是 "discovered". 星圖是梅西爾的觀測手繪, 他用一樣的動詞, 不同的日期地點標註彗星位置, 顯然 "discovered" 對他而言只是 "spot", "discern" 到某種東西的意思. 因此回到梅西爾目錄裏 M57 的描述 "... M. Darquier, at Toulouse, discovered it when observing the same comet" 並不一定是指 Darquire "已經" 發現了 M57.


這樣解釋還不夠強, 我們得翻翻 Darquier 先生自己的描述, 怎麼從來沒人想到要追查 Darquier 先生本人的記述呢?

1779 年 9 月, Darquier 先生寫了封落落長的信給梅西爾, 現在這些考古文件上網都找得到了. 信裏提到他為什麼遲至 2 月才開始追蹤那顆波德彗星的原因... 因為 Darquier 先生 2 月 9 號才收到有彗星消息的雜誌 (Gazette de France, 公報, 跟現在的雜誌類似吧?)... 很正常, 在 Darquier 先生所在的鄉下地方 (法國南部的土魯斯 Toulouse, 現在可是法國的太空產業重鎮) 晚收到雜誌, 跟我住的鄉下地方小鎮差不多 ^^", 那份公報詳載了梅西爾找到波德彗星的相關訊息, Darquier 先生才會知道有彗星可觀測, 而且要看哪邊找彗星? 所以 Darquier 自己說他在 2 月 9-10 號午夜才開始觀測彗星, 彗星位置大概在武仙彎起來的那隻腳上... Darquier 先生的描述很長很囉唆, 而且觀測時間也沒寫得很精準, 不過沒關係, 因為從他的信我們可以確認, 至少在 2/10 前 Darquier 先生是不可能看到 M57 的.


故事大概就這樣, Darquier 2/10 看到 M57, 而 Messier 在 1/31 就看到了. 感謝現代科技把古書古圖都數位化上網, 任何人都有機會窺探原貌, M57 顯然就是梅西爾先生自己發現的. 也許誰發現的並不重要, 但是看完這個小故事再抬頭看看 M57, 覺得它又更生動幾分, 夏夜有這麼精緻美麗的指環掛在星空真是太棒了!