Graig Crossen 在 十月份 的 S&T 繼續他的銀河第二集, 這次隨著季節更替, 視野從銀河中心轉身, 往旁邊移了 120 度, 抵達秋夜美麗的仙后座, 同樣精彩, 看得津津有味. 甚至最近 CN 有一則討論現代天文雜誌如何如何沉淪的討論串裏, 還有人比較極端的說 Graig Crossen 這兩篇銀河介紹是唯一有料的文章呢. 我同樣是邊寫心得邊咀嚼, 滿足好奇心和一點點求知慾.
先放進上次辛辛苦苦刻出來的全周天銀河圖... 至於對照旋臂的部分, 我盡量文字寫完之後多做一些加工圖, 幫自己這種超沒空間感的路癡理解與記憶一些.
上一篇 (
http://s00639.blogspot.tw/2013/08/blog-post.html) 在夏夜, 我們掃視著以天蠍尾巴, 蛇夫, 射手箭頭交接處附近為中心, 以及涵蓋整隻天蠍然後一直延伸到南十字再過去一些, 大約 70 度左右大小視野的 "天蠍-半人馬星協" (scorpius centaurus association)區, 雖然我覺得 "星協" 實在翻得有點遜... 天文館也這麼翻, 不過我也不知道該怎麼翻就是了. 這個 "星協" (association) 的意思大概是說在一區域內的一群星體, 這些星體一起誕生, 彼此間已互因重力吸引著, 所以會一起移動, 當然年紀也差不多. "星協" 也有很多不同種類, "天蠍-半人馬星協" 是 OB 型, 顧名思義, 就是這邊的星星大多是高熱命很短的 O type 與 B type 星.
天蠍-半人馬星協離我們不遠, 380~470 光年左右, 是最接近我們的 OB 型星協, 就位在我們的 Orion-Cygnus 旋臂的內緣, 並涵蓋與 Sagittarius-Carina 旋臂之間的間隙, 從上面那張 WIKI 圖看, 科學家把它大致分成三區. 下面這張圖就更有 "距離" 的感覺了...
從我們的位置看過去, 是看見什麼呢? 對照一下上面旋臂圖像雷達掃描有點灰的三角形區...
首先, 會看見我們本身所在的 Orion-Cygnus 旋臂(黃色字 2b.) 內緣區, 所以我們看見了天蠍-半人馬星協,
接下來運氣不錯, 可以穿越比較薄一點的 Sagittarius-Carina 旋臂(粉紅色字 2a.), 這邊大概距離我們 5000~7000 光年, M8, M17, M20 等發射星雲, 明亮耀眼的疏散星團 M21, NGC 6530, NGC 6231... 都在這區,
運氣更好的話, 會越過厚厚的 Scutum-Centaurus 旋臂(綠色字 2.), 看見距離我們 10000~16000 光年的 M24 (small sagittarius star cloud),
運氣超級好的話, 最後可以穿越最貼近核心那層的 Norma 旋臂(紫色字 1a.), 直達銀河核心區, 看見大家愛拍的夏銀河 great sagittarius star cloud 區, 這裏可是距離我們 27000 光年遠了喔.
隨著秋天到來, 我們開始把視線往銀河座標 30度方向移動 (參考上面的旋臂圖), 你會發現我們的視線慢慢離開銀河中心, 開始移往銀河外側了, 而我們視線離開前, 最後一塊深入銀河核心的目標是 M11, M26 附近的盾牌座恆星雲 (scutum star cloud)... 上圖有標
對了, 銀河裡有很多明亮的恆星雲, 除了像前面提到的 great sagittarius star cloud, small sagittarius star cloud 以外, 還有 cygnus star cloud, norma star cloud... 不過 M11 與 M26 其實是在盾牌座恆星雲前景, 比較靠近我們, 距離我們大約 5~6000 光年, 從這個距離判斷就知道他們並不位在旋臂裏, 可是理論上, 恆星與星團不都應該誕生於旋臂區嗎? 除非... 仔細看 M11 與 M26, 會發現他們的星星顏色偏黃, 這表示其年齡遠老於藍白色為主的旋臂外側區, 所以這代表他們已經漂離原來誕生的旋臂區, 漂到外面了啦.
在這個區域, 幾條旋臂都開始往"內"彎進, Sagittarius-Carina 旋臂往"內"彎, Norma 旋臂也往"內"彎, 甚或它們就在這裡彼此交會... 造就這邊豐富的景致.
如果我們仰望銀河, 順著盾牌座恆星雲向延伸的銀河東北方繼續流過去, 對照一下上面那張旋臂圖, 會發現現在我們看著的正是我們這條旋臂 (Orion-Cygnus) 的內側區. 天鵝座就是, 天津四下方的北美洲星雲大約就是銀河座標 90度方向, 如果天剛黑還瞄得到射手的箭頭, 你可以想像從銀河這一頭到天津四那一頭, 就是環視銀河 0~90 度了. 如果你一路看到雙星團, 這代表你看到 180 度了, 也就是銀河核心的正對面方向.
我們會說往"前"看90度的方向, 或往"後"看270度方向, 這"前與後"其實不是亂扯的喔, 事實上你看看上面的旋臂圖, 銀河還真的由外向內流呢, 所以你再看一下那個漩渦, 你會發現我們旁邊附近的星星其實都是朝著天鵝座移動, 但是... 但是... 每顆星星的大小重量不同, 彼此移動的速度方向也都不同, 以這麼龐大一個系統, 可以大致忽略掉這些差異, 比如說太陽, 太陽的速度比這附近一帶的星星平均移動速度快了大約 9%, 而且正慢慢往 "上方" 漂離 Orion-Cygnus 旋臂呢.
再舉一個眼視野容易誤會的例子來說, 當我們掃視著 0~90 度方向, 這區你看圖就知道各旋臂都往內捲, 所以看見的是旋臂的內側區, 而且視線很容易被擋住; 相反的你看向 0~270 度方向, 旋臂是向外伸, 看見的是旋臂的外側區, 視線很好延伸. 這也是為什麼兩組同樣位在 Sagittarius-Carina 旋臂, 而且距離銀河核心幾乎一樣遠近的目標, 一個 M16/M17 在 17 度左右位置, 離 0度點只有17度(視角比較小就被擋住), 另一個 eta carinae nebula 在 288 度位置, 離 0度點卻有72度(視野可以看到很大的角度).
上面這張圖是用 "where is M13" 這個網站提供的免費軟體作的, 很棒的一個網站 (
http://www.thinkastronomy.com/M13/).
在 0~90 度這區域裏面, 一定不會錯過的, 還有那條每次看銀河照片都能發現, 把銀河差不多從天津四起, 一切為二支流的黑暗雲帶, great rift. 靠西側比較暗那條支流流到蛇夫北側消失, 其實是被一片暗雲帶截斷, 這片暗雲帶也遮蔽了蛇夫東側大部分面積. 這條漸暗到消失的支流, 在蛇夫南側的 η 星附近 (M9 上面一些) 又復活似的亮起來, 然後一路延伸燦爛到半人馬的 alpha 星. 講這個暗帶, 可以拿 NGC 891 或 NGC 4565 的相片來幫忙想像一下, 這兩個星系目標都可以看見面對著我們的一條明顯的暗帶橫切整個星系, 這暗帶跟我們的 great rift 相同, 都是星際塵埃雲遮擋住星系明亮區域的效果. 如果想要仔細一窺 great rift 之貌, 沒有光害的高山加上大視野的低倍雙筒是最好的工具了, 看哪裡呢? 可以掃描兩個地方, 一個比較長, 從美麗雙星天鵝頭 (Albireo) 掃到射手的箭頭; 另一個比較短, 從牛郎星到天鷹東側的 epsilon 與 zeta 這段... 不過今年夏末在屋頂嘗試多次都槓龜 ><", 一定要挑一天上山啦, 眼看就要冬天了.
Great rift 其實離我們不遠, 最近之處就在很靠近天蠍身體的那顆蛇夫 rho 附近, 約 700 光年而已; 還有一處在牛郎星, 天鷹 gamma 西側附近, 大約 1000 光年遠; 而最遠之處在天津四附近, 大約距離我們有 2200 光年遠, 我猜這也是類似上上段所提的距離錯覺, 往 0~30 度 (蛇夫 rho ~ 天鷹 gamma) 看到的是向內彎的旋臂, 容易被擋住, 所以看不遠; 而往 90 度看, 沒那麼內捲, 視線比較平, 當然可以看比較遠. 想想看... great rift 在我們 "前面" (上文有定義所謂前面) 的天津四, 延伸至後頭的半人馬, 隔開了我們與銀河核心區, 因此當我們朝向銀河核心看... 正確一點說是朝 0 度 到 90度看, 就如同看著 NGC 891 或 NGC 4565 一樣, 一個亮亮的扁橢圓, 中央有一刀暗帶, 如果說此時我們看見的是我們自己的旋臂, 那麼這條暗雲帶 great rift 其實就埋在 Orion-Cygnus 旋臂內呢.
我們離開銀河核心後, 從盾牌座恆星雲, 到 great rift, 下一步來看下一段 30~60 度區的天鷹座銀河, 以及大致介於天鵝 gamma 與 天鵝頭美麗雙星 Albireo 之間的天鵝座恆星雲, 這裡包含一些猜測.
天鵝座恆星雲與鄰居的狐狸座 (Vulpecula) 部分區域 (狐狸座位置就在天鵝頭順著銀河往天鷹方向前面一點) 充斥著豐富的疏散星團與星協, 但是有點奇怪的是, 在天鷹座銀河區, 夾在盾牌座(差不多位於 M11 與 M16/M17 之間那區) 與狐狸座之間那段區域 (大部分就是天鷹座區域) 卻沒什麼疏散星團與星協? 反而... 有很多球狀星團, 球狀星團通常很老, 而且位處銀河盤面上或下之處, 在佈滿星塵的旋臂中是不容易看到的, 這表示當我們看向盾牌座時, 是看著 Sagittarius-Carina 旋臂向內折彎處, 然後看向天鷹座區域時, 理論上是也是看到 Sagittarius-Carina 旋臂向內彎, 充滿疏散星團與星協的外側邊緣處, 但事實上除了前景一些明亮的星星外, 視線會被旋臂與旋臂間的暗帶所遮蔽, 一層相對空曠的區域, 如果視線繼續往 60 度的天鵝座移動, 開始會接觸到我們的 Orion-Cygnus 旋臂向內彎的部分, 一直到旋臂內彎的最遠轉折處, 到達天鵝座恆星雲.
以上是猜測的... 天文學家並沒有接受這個想法, 有些人認為 Sagittarius-Carina 旋臂從天鷹一直延伸到狐狸. 我想作者持三個理由相信上述的猜測比較有道理. 第一, 如果所見的狐狸座區域內天體位處 Sagittarius-Carina 旋臂, 那麼這裡的星雲與星團與銀河核心的距離, 應該與同屬 Sagittarius-Carina 旋臂的射手座本身星體與銀河核心的距離不同, 為什麼? 因為旋臂正像內捲呀, 所以應該一遠一近, 而事實上卻是相同距離. 第二, 天鷹座銀河亮度從 γ 星向著 λ 星遞減, 假設看見的是向內彎的 Orion-Cygnus 旋臂, 由遠而近銀河核心, 相當合理. 第三, 天鷹座銀河區根本沒什麼年輕的星團以及高熱的發射星雲, 一點都沒有位於旋臂外側的特徵.
已經逛到 70 度多的天鵝座恆星雲, 表示我們的視線已經正式進入 Orion-Cygnus 旋臂內緣了. 繼續前進... 旋臂內緣通常沒有什麼明亮的星團星雲, 為什麼? 旋臂的流動模樣有點像看 Discovery 火山熔岩流動的近照, 一股熔岩流, 有些流得快有些慢. 注意看螺旋星系的相片, 旋臂最內側都有暗雲帶, 然後接著是粉紅色的恆星誕生區, 然後接著的是白藍色的星團與高熱的發射星雲... 大致如此, 當然也有很多例外啦. 誕生後的恆星團, 或星協, 隨著歲月流逝逐漸變暗變輕, 也逐漸漂離主熔岩流, 慢慢的流盪到旋臂與旋臂間的空隙區...
因為 Orion-Cygnus 旋臂向內彎的關係, 銀河 60~80 度這區的天鵝座恆星雲大致是旋臂延伸到底, 開始向內彎的轉折點, 因此也比我們更靠近銀河核心一些, 我們再來分解一下, 這我有點用猜的了... 天鵝 γ 星到 eta 星 (大約是 γ 星到天鵝頭中間的地方) 這一半 (70 幾度) 的天鵝座恆星雲, 應該在旋臂內緣邊, 這裡有被辨識出一些距離我們大約 4000~7000 光年(有點遠, 可能穿過內緣看到外緣了?) 的星協, 然後有很多雙筒看起來 7~10 等亮的星星, 然後呢, 背景是灰白色, 還有一絲絲的暗雲帶... 這些組合起來的推論就是上面我猜的情境... 那, 另外一半呢? 另外一半可能看向旋臂間 (Orion-Cygnus 與 Sagittarius-Carina)的空隙了, ㄟ... 是這樣推測的, 首先它比較靠近銀河核心, 所以背景蠻明亮的, 然後這裡充斥大量的暗星而且星點很容易解開, 這表示這裏的星塵稀薄, 星點推測大約有 10000 光年遠.
其它天鵝座區域呢? 比如說 NGC 7000, 以及再遠一點到蠍虎座(Lacerta) 附近, 當然就更偏向 Orion-Cygnus 外側甚至從空隙間望向另一組旋臂間 (Orion-Cygnus 與 Perceus) 的空隙了, 同樣的我們可以發現那邊有許多較暗的星點與易於解開, 加上測距結果為數千光年的距離來說明前面的推測. 銀河繼續延伸到仙王座房屋形狀的框框內嘎然而止, 這裡充滿了 5~9 等的星星, 大部分屬於仙王座 OB2 星協. 這附近不只有包含大型發射星雲 IC 1396 的仙王座 OB2 星協而已, 上個我們看見年輕有勁的星協是遠在銀河 0 度左右的天蠍-半人馬星協, 隔了這麼遠之後又再度出現, 這邊還有包含 NGC 7000 與 IC 5067 的天鵝 OB7 星協 (北美洲與鵜鶘之間的暗黑區就是前景的暗雲帶), 以及蠍虎 OB1 星協.
仰望秋夜星空, 仙后與英仙附近星光燦爛, 雙星團點綴其間, 就像銀河盡頭的句點, 終於... 終於要走完這次秋銀河的旅程了. 回頭比對一下最上面的兩張圖, 從 90 到 150 度, 差不多就是從天津四看到雙星團再過去一些, 這一段是從身處 Orion-Cygnus 旋臂內側的我們橫切穿越旋臂本身看往銀河核心對面方向. 英仙座銀河相對暗淡, 那是因為重重的旋臂內星塵雲遮擋結果, 但是仙后座卻是意外的星點密集明亮, 彷彿被打開一扇窗戶. 沒錯, 從仙王的 delta 星到雙星團附近的確有一個大縫隙, 足夠讓我們的視線穿越層層旋臂內星塵雲遮擋直達後面那條 Perceus 旋臂. 這個縫隙就叫仙后座之窗 (Cassiopeia Window). 許多著名的疏散星團躍然而現, M103, NGC 457, NGC 663, 發射星雲小精靈 NGC 281, 廣大卻稍稍暗一些的靈魂 IC 1848, 心臟 IC 1805 都是在 Perceus 旋臂裏面. IC1848/1805 還有雙星團跟我們的距離相同 7500 光年, 如果把它們連成一線大致是垂直銀河赤道線, 相隔約 4 度, 所以照此推測, Perceus 旋臂厚度大於 500 光年, 至於其寬度呢, 由於上面那些位處 Perceus 旋臂的星團星雲散佈從距我們 6000 ~ 10000 光年, 所以 Perceus 旋臂寬度就大約是 4000 光年.
但不是所有仙后座的疏散星團都位在 Perceus 旋臂喔, M52, 大約 1 億歲了, 這個老星團已經漂離它誕生的旋臂, 遊盪在距離我們 5000 光年的 Perceus 旋臂與 Orion-Cygnus 旋臂之間, 這種情形也相當常見, 前面提到的 M11, M26, 還有 M6, M7 也是, M23, M25 也是. 當然漂離的星團也可能意外的落足到另一條旋臂上, 美麗的白玫瑰 NGC 7789 位於距我們 7500 光年遠的 Perceus 旋臂, 就是一位意外之客, 不知道它的誕生地在哪裡了.
天啊... 我真的筆記完了, 亂寫一通... 還好, 都還看得懂自己寫的 ^^".
