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2020年2月15日 星期六

湯博先生的疏散星團 -- Tombaugh 1、2、5 號觀察記

克萊德.湯博 (Clyde Tombaugh 1906~1997) 最為人知的成就,應該就是獨立發現冥王星這件事了;2006 年NASA 發射探測冥王星任務的新視野號太空船,當時正值湯博的 100 歲誕辰,還帶著他部份骨灰出發以茲紀念。湯博先生很長壽的活到 91 歲,而且很有趣的,據說他還是極少數相信 UFO 的科學家呢,好幾次指證歷歷親眼看到過飛碟!

湯博先生天文研究的過程中發現過 5 個疏散星團,這 5 個以 Tombaugh 命名為 1 ~ 5 號,其中 4 個之前從未被發現過,只有 Tombaugh 3 是前人發現過的 IC 166。因為數量不多,貼一下從網路上查到的資料 -- 這是 1938 當年湯博先生發表的原文:



Data from: Astronomical Society of the Pacific P.219

事實上這幾個星團都是從天文攝影的負片裡辨識出的... 不知道湯博先生後來會不會很好奇從望遠鏡實際目視看過? 不過從國外某個天文協會查到的資料說這幾個星團的整體亮度從 8.4 ~ 12,看起來平地屋頂的家用望遠鏡也不是不可能看到,而且就這麼幾顆,想想... 光 "Tombaugh" 聽起來也比什麼 "M"、"NGC/IC"... 之類的酷多了對吧?當然值得試試!


先從最簡單的第五號開始,建立信心先:


Tombaugh 5 (TSA-120; 3.5mm XW for 257)


位在長頸鹿麒麟座的 Tombaugh 5 整體亮度達 8.4 等亮,距離 "甘伯神父的串珠" 尾巴的疏散星團 NGC 1502 只有 4 度多,視野做大一些可以連同整條串珠加 NGC 1502 以及行星狀星雲 NGC 1501 裝一起,不難找也不難看見,只不過星點還真稀疏,拉到 200 多倍還數不到幾顆。


依 1938 年湯博發表的資料看,它的 Trumpler 分類是:III 2 m ---- 最近我還蠻喜歡跟書或網路上查到的 Trumpler 分類資料比較 ^^"

這樣的話再貼一Trumpler 外觀分類的定義好了:

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有 3 個指標,第一個:I、II、III、IV 表示集中度 (concentration),"I" 最集中 "IV" 最鬆:

ConcentrationI: Detached; strong concentration toward centerII: Detached; weak concentration toward centerIII: Detached; no concentration toward centerIV: Not well detached from surrounding star field


第二個指標是亮度的分佈範圍,1、2、3,"1" 表示星團裏成員的亮度都差不多,"3" 就是反過來,星團裏的星星們亮度差很多。
Range in Brightness1: Small range in brightness2: Moderate range in brightness3: Large range in brightness


第三個指標是星點數量,P、M、R,這很直覺,就是 Poor、Moderate、Rich 的意思Richness(p) Poor: Less than 50 stars(m) Moderately rich: 50 to 100 stars(r) Rich: More than 100 stars


最後還有一個 "附註" -- "n",有 "n" 表示星團範圍內有雲氣。
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所以這個第五號 Tombaugh 星團的外觀描述應該翻譯為... "星點沒有集中的傾向","星點成員的亮度差異不大也不小","星團大約有 50~100 顆星星" ---- 嗯,除了第三點以外大致符合,不過第三點的星點數量受觀測器材與條件影響很大,我好像也從來不曾準過 ^^"



第三、四號 Tombaugh 星團其實也在北天不遠的仙后座範圍內,可惜天況一直不配合... 現在春天都快到了,看來要等秋天啦。


至於位在大犬背上的第一、二號倒是嘗試過好幾次,一號比較簡單,二號好難啊~~


先看一號:

Tombaugh 1 (TSA-120, 3.5mm XW for 257X)


坦白說當時可能看不到 5 顆,位置是很確認啦,不過就是看不到什麼...

換大隻點的來:


Tombaugh 1 (TEC 140, 3.5mm XW for 280X)


多出很多顆,因為除了口徑大一些外,觀測條件也好很多...
那換更大隻的呢?



Tombaugh 1 (CFF 250, 10mm Ethos for 375X)


透明度不佳,還好口徑夠大,除了比較明確的一些星點外,背景蠢蠢欲動的暗星看起來有點像雲氣般滲透其中。

湯博先生的觀測資料是: "III 2 P",網路上天文社團(或某個天文同好)的觀測資料 (不過我也只找到這個觀測紀錄...) 說整體亮度 10.5 等亮,星團成員 12 ~ 14 等亮 (湯博先生的觀測資料是 14 ~ 16 等),星點數量 30 顆;我自己看的感覺整體亮度應該沒 10.5 等這麼亮,也許 11.X? 星點的確沒有集中的傾向,所以 III 我同意,星點亮度差異 2 我也同意,不過連同背景雖然看不清楚,但很確定有星點的數量,我相信可能接近 50 顆;所以後來我翻書 "Annals of the Deep Sky" 第三冊的資料寫 "III 1 m",我是覺得比較可靠啦! 但是書上 "最亮星 14 等" 這個見解我又覺得怪怪的? 如果真是這樣,我一顆星都解不開來才對,那我解開來的那幾顆星點是什麼? 都是前景星嗎? 前景星這麼剛好全都聚在一起? 所以前面提到網路上查到的那個天文社團(或某個天文同好)觀測資料又比較可信。


唉... 對於像我這種沒專業知識的門外漢,純粹只因興趣的業餘愛好者而言,這種冷門目標最痛苦的就是不知道要怎麼找資料? 就算找到了也不知道對不對? 最多只能把自己看到的照實記錄下來。


Tombaugh 1 在銀河的位置大概如下,我查 Skysafari 的:




從我們看過去的視線方向可以發現,它位在英仙旋臂的 "內側",而且略在銀河盤面的 "下方",以它大約 10 億歲年紀的疏散星團而言,位在盤面下這個位置有點怪,其實更怪的是其金屬成份比例... 我看是看了相關資料,不過實在有點專業,所以還是不要班門弄斧亂寫好了。



換下一個, Tombaugh 2 就在 Tombaugh 1 的旁邊不遠,不過實際距離我們遠多了...... 多遠?Skysafari 上的資料說 Tom1 離我們 1400 光年遠,Tom2 是 2000 光年遠...... 這樣哪有差很多? 網路上查到的:Tom1 離我們 2000 光年遠,Tom2 是 132000 光年遠...... 這就差很多了!WEBDA 的資料:Tom1 離我們 3000 光年遠,Tom2 是 132000 光年遠... 這個跟網路上查的資料比較接近。所以下面這張 SkySafari 位置圖的準確性就有點怪... 不過我想想後覺得也可能未必,因為 Tom2 位在英仙旋臂 "外側",整整一條旋臂的厚度阻擋視線也有可能讓 Tom2 看起來比位在英仙旋臂的 "內側" 的 Tom1 暗上許多呀?






Tombaugh 2 對平地屋頂的觀測來說算真的非常暗,失敗了好幾次,只有最後用 10" 鏡那次勉強看到糊糊一小團:



Tombaugh 2 (CFF 250, 10mm Ethos for 375X)


湯博先生的觀測記錄是: "II 1 P",沒有整體亮度資料,星團成員 16 ~ 17 等亮,也沒有最亮星資料,星點數量 25 顆;網路上查到的近代觀測資料: 同樣是 "II 1 P",整體亮度 12 等亮,星團成員 15 ~ 20 等亮,最亮星 15 等亮,星點數量 200 顆;不過這有點矛盾,因為如果有到 200  顆,怎麼還會 "p" 呢? 一定是 "r" 啊? 其餘的我大致同意,雖然 15 等以後的星點我根本看不到,糊糊一團我也分不出到底算不算 "集中",當然也看不出成員間的亮度差異... 不過能看到一小團糊糊的已經高興得快跳起來了!!


Tombaugh 2 年紀大約 14 億歲,有科學家懷疑它可能由兩個不同屬性的疏散星團混合而成,或者是某個疏散星團混到了某個被銀河拉碎的矮星系的殘骸,特別可能是 "麒麟座星環" (Monoceros Ring)..... 講到 "麒麟座星環" 就要提到 "星流" (Stellar Streams),星流是什麼?是沿著一條狹長軌道圍繞星系運動,由眾多恆星組成的鏈狀結構,是球狀星團或者矮星系受到星系引力的巨大潮汐作用而逐漸變形、瓦解、撕裂形成的。銀河系目前發現了十餘個星流,由幾千到幾億顆恆星組成,跨度從數萬光年到數百萬光年不等... 以上星流定義是從維基百科抄下來的,貼個示意圖:





提到 "麒麟座星環" ,我又得去查附近所謂的 "反銀心星流"、"大犬座高密度區" (Canis Major Overdensity) 與 "大犬座矮星系"... "大犬座高密度區" 大概位於大犬的脖子以下圈個大橢圓形的範圍,科學家... 其實是很近代 -- 2002 ~ 2009 年的研究發現這邊的星際物質密度較高,進而研判可能是個被引力拉扯破碎的矮星系殘骸,也就是發現 "大犬座矮星系" 的由來。不過這個推論似乎還有很多爭辯,也有科學家認為 "大犬座高密度區" 是銀盤翹曲的現象... 就是說銀盤並不是平平的,旋臂附近可能有像小波浪般的幾個峰谷小起伏。

回到 Tombaugh2,因為科學家研究發現其成員分成兩種極端的族群,向內側集中的恆星金屬成份貧乏;而外側多是金屬成份豐富的恆星;雖然這種化學特性在球狀星團不罕見,不過以疏散星團而言可能是第一個,因此才有後來的兩個推論:有可能由兩個不同時期誕生、不同地點、不同演化階段的疏散星團碰撞結合;也有可能疏散星團碰撞融合到星流?矮星系殘骸?... 還是未知的銀河翹曲特性?總之,光看這個暗得要死的星團應該會無聊死,但如果想想其神秘、複雜、生動、甚至壯觀的誕生過程...... 再無聊的目標看到之後都會高興半天!! 至少我自己是這樣覺得啦! ^^"

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