發(fā)現(xiàn)馬頭星雲(yún)

初冬之夜,獵戶座東升,它腰帶下方的紅寶石佩劍引人注目,這就是著名的獵戶座大星雲(yún),是天文愛好者最喜歡觀測(cè)的目標(biāo)之一。相比之下,距離獵戶座大星雲(yún)不遠(yuǎn)的馬頭星雲(yún)卻是不好對(duì)付的一個(gè)目標(biāo)。馬頭星雲(yún)緊緊靠近獵戶座腰帶第一顆亮星“參宿一”,若用普通望遠(yuǎn)鏡看去,並尋覓不到什麼星雲(yún)的影子,即便使用大口徑道布森望遠(yuǎn)鏡觀察,也只能隱約看到周圍楓葉般的火焰星雲(yún),那個(gè)黑色的馬頭依然難以瞥見。不得不佩服當(dāng)年,究竟是誰如此神武英明,發(fā)現(xiàn)了這個(gè)極其暗弱的星雲(yún)? 

暗弱的星雲(yún),是大口徑望遠(yuǎn)鏡的專屬。1811年,赫歇耳(William Herschel)注視著這個(gè)區(qū)域,發(fā)現(xiàn)似有白色雲(yún)霧狀天體,隨即將其命名為No.25。在當(dāng)時(shí),赫歇耳擁有了世界上頂級(jí)口徑的望遠(yuǎn)鏡,雖然之後羅斯伯爵(William Parsons, the 3rd Earl of Rosse)造出了更大的設(shè)備,但使用率並不高。因此可以説,赫歇耳的觀測(cè)代表了十九世紀(jì)目視觀測(cè)的巔峰。既然目視看不清,就只能拜託照相術(shù)了。好在從十九世紀(jì)中後期開始,天體照相術(shù)發(fā)展迅速,天體攝影從最開始只能拍拍月亮和亮星,發(fā)展成可以拍攝明亮星雲(yún),甚至天體的光譜。但在那個(gè)時(shí)代,攝影術(shù)還只是目視觀測(cè)的輔助,人們尚未充分認(rèn)識(shí)到天體攝影將對(duì)天文學(xué)發(fā)展産生巨大的影響。

哈佛大學(xué)天文臺(tái)的皮克林(William Henry Pickering)對(duì)天體攝影情有獨(dú)鍾。在當(dāng)時(shí),一些望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)開始野蠻進(jìn)化,出現(xiàn)了向天體攝影優(yōu)化的專業(yè)望遠(yuǎn)鏡,它們擁有更大的視場(chǎng),更快的焦比,更好的星象,這種設(shè)備也被稱為“攝星儀”。1885年,頗有遠(yuǎn)見的皮克林讓哈佛大學(xué)天文臺(tái)耗資2000美元購(gòu)進(jìn)了一臺(tái)8英寸(203mm)口徑的折射式攝星儀,開始了天體攝影工作。至於誰來具體操作?皮克林認(rèn)為女士膽大心細(xì),男士則是粗心大意,相比之下女士更適合做這種整理髮現(xiàn)性質(zhì)的實(shí)測(cè)天文工作。威廉明娜·弗萊明(Williamina Fleming)本來是皮克林的女僕,也被皮克林叫來進(jìn)行天體拍攝工作。果不其然,短短3年之後,弗萊明在檢查一張編號(hào)為B2312的攝影底片時(shí)發(fā)現(xiàn)了蹊蹺,這張拍攝于1888年2月6日的底片足足累積了90分鐘的曝光,那慘白過曝的恒星旁邊,似乎有一個(gè)黑色的馬頭在悄悄張望。

然而這個(gè)黑色的馬頭究竟是個(gè)什麼東西?是宇宙中的一片空洞?還是一個(gè)真實(shí)的天體?這在當(dāng)時(shí)尚存爭(zhēng)議。攝影術(shù)帶來的疑問,還是由攝影術(shù)來終結(jié)吧。1913年,巴納德(Edward Emerson Barnard)在一個(gè)極為通透的夜晚再次拍攝了這個(gè)黑色的馬頭,他將照片放大,發(fā)現(xiàn)馬頭的西邊頗為明銳,而東邊界線不明,那是一個(gè)黑色的輪廓投影在了背景星雲(yún)之上,這意味著黑馬頭並非宇宙空洞,而是一個(gè)厚重的不透光星雲(yún)——這正如他研究的那些暗星雲(yún)一樣,於是巴納德將其命名為B33(巴納德33)。

如今,馬頭星雲(yún)已經(jīng)是天文愛好者喜歡拍攝的目標(biāo),並且依然不斷有目視愛好者優(yōu)化觀測(cè)設(shè)備,挑戰(zhàn)目視觀測(cè)馬頭星雲(yún)的形態(tài)。“馬頭星雲(yún)是一個(gè)暗星雲(yún)”早已成為了常識(shí),卻不知它從被發(fā)現(xiàn)到被最終確認(rèn)歷經(jīng)了百年。

參考資料

[1] Marc W. Pound et al., LOOKING INTO THE HORSEHEAD, The Astronomical Journal, 125:2108–2122, 2003 April

[2] Catchers of the Light, a History of Astrophotography.,

[3] Emilie Habart et al., The Horsehead nebula: A Beautiful Case, ESO June 2005.

作者簡(jiǎn)介:張超,國(guó)家天文臺(tái)《中國(guó)國(guó)家天文》雜誌編輯,科普作家協(xié)會(huì)會(huì)員,致力於天文儀器史料收集整理工作。

文稿編輯:趙宇豪