星空名錄
——深空星表的誕生

文/宋媛媛

漆黑的夜晚，當(dāng)我們仰望星空時(shí)，映入眼簾的星星通常就是一顆顆、一片片泛黃或泛白的光點(diǎn)。但是如果你有一架天文望遠(yuǎn)鏡，透過它你就會(huì)發(fā)現(xiàn)星空遠(yuǎn)比我們?nèi)庋鬯姷囊利惖枚啵驗(yàn)樵谟钪娓钐幍囊恍┥羁仗祗w只有借助天文望遠(yuǎn)鏡才能在世人眼中“綻放”。如果再將它們拍攝下來，還原其本身的色彩，你更會(huì)為星空的絢爛而驚嘆！目睹過星空盛景的人們?yōu)檫@些美麗的天體冠以各種各樣形象生動(dòng)的美名，如“三葉星云”“礁湖星云”“紙風(fēng)車星系”等。

這些絢麗的天體除了各種美麗的別名外，它們還有自己的“官方姓名”。例如三葉星云的官方姓名就是M20，礁湖星云又名M8或NGC6523。這些命名看上去有些復(fù)雜，不過簡(jiǎn)單來說，我們可以將這些名字中的英文字母當(dāng)作天體的“姓”，把后面的數(shù)字當(dāng)作天體的“名”。而不同的姓氏就代表了天體來自的不同“家庭”——星云星團(tuán)表。常見的、也是最早的三個(gè)星云星團(tuán)表分別是M、NGC和IC星表。這些星表是誰制定的？它們的名字又是怎么來的呢？下面我們就來講一講。

◎三葉星云M20

梅西耶星表——無心插柳的意外收獲

梅西耶星表簡(jiǎn)稱M星表，其中的天體被稱為梅西耶天體或M天體。即使你沒有真正觀測(cè)過，想必在很多天文攝影美圖中也欣賞過著名的梅西耶天體。值得一提的是，大家熟知的日本動(dòng)漫奧特曼系列中，主角奧特曼的故鄉(xiāng)就是梅西耶星表中的M78，它是位于獵戶座的反射星云。

◎M78

◎梅西耶的畫像

梅西耶天體是法國天文學(xué)家查爾斯·梅西耶（Charles Messier）編制的《星云星團(tuán)表》中列出的110個(gè)天體，包含較為明亮的星云、星團(tuán)、星系等。星表中，天體的編號(hào)以梅西耶的英文首字母M開頭，從M1排列到M110。

1730年，梅西耶出生在法國的一個(gè)小鎮(zhèn)上。由于家境貧寒，他11歲就輟學(xué)了，并沒有什么機(jī)會(huì)接觸天文知識(shí)。1744年，14歲的梅西耶見到了一顆明亮的六尾彗星，這使他對(duì)天文產(chǎn)生了極大的興趣。后來，他在家鄉(xiāng)觀看了壯觀的日環(huán)食，這壯麗的景象使他對(duì)天文學(xué)更加好奇。于是21歲時(shí)，梅西耶來到巴黎，憑著對(duì)天文學(xué)的興趣和一手好字，他被海軍天文學(xué)家約瑟夫·尼古拉斯·德里希爾看中。德里希爾親自傳授他天文知識(shí)，并教會(huì)他天文觀測(cè)的方法，這為他日后取得的成就打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

◎1744年的六尾彗星示意圖

在那個(gè)時(shí)代，天文學(xué)研究的主流是彗星，梅西耶的主要工作就是搜尋彗星。1757年，27歲的梅西耶開始尋找著名的哈雷彗星，根據(jù)已故天文學(xué)家哈雷的預(yù)言，這顆彗星將在1758年回歸，這在當(dāng)時(shí)還只是個(gè)科學(xué)假說，不過卻激發(fā)了很多天文學(xué)家的興趣，他們紛紛開始尋找彗星。德里希爾計(jì)算出一條哈雷彗星的運(yùn)行軌跡，梅西耶根據(jù)軌跡繪制了星圖。不過遺憾的是，由于其中的數(shù)學(xué)計(jì)算非常復(fù)雜，包括德里希爾在內(nèi)的很多天文學(xué)家都算錯(cuò)了，所以導(dǎo)致梅西耶繪制的星圖也出現(xiàn)了錯(cuò)誤。不過，他堅(jiān)持不懈、日復(fù)一日地搜索，終于在1759年1月21日發(fā)現(xiàn)了哈雷彗星，但令人沮喪的是，他發(fā)現(xiàn)德國的一位天文愛好者早在1758年12月24日就已經(jīng)找到了哈雷彗星。不過，在搜尋哈雷彗星的過程中，梅西耶也有一些新的發(fā)現(xiàn)。

◎哈雷彗星

◎M1蟹狀星云

1758年8月28日，他在金牛座發(fā)現(xiàn)了一個(gè)長(zhǎng)得像彗星的光斑，在之后幾天的觀測(cè)中，他發(fā)現(xiàn)這個(gè)光斑并沒有移動(dòng)，顯然它并不是彗星，而是“星云”（因?yàn)楫?dāng)時(shí)的望遠(yuǎn)鏡無法看得更清楚，所以云霧狀的天體都被稱為星云，包括很多河外星系。直到1924年埃德溫·哈勃才確認(rèn)星系是銀河系之外的恒星系統(tǒng)）。梅西耶將它記錄了下來，并為它編號(hào)M1。隨后，梅西耶在繼續(xù)搜尋彗星的時(shí)候，又發(fā)現(xiàn)、記錄了第二個(gè)“星云”—— M2，并將其畫在那張顯示哈雷彗星軌跡的星表中。不久之后，他又發(fā)現(xiàn)了第三個(gè)“星云”——M3，M3其實(shí)是球狀星團(tuán)，也是第一個(gè)由梅西耶首先發(fā)現(xiàn)的天體。

1760年，德里希爾退休，30歲的梅西耶接任了天文官的職務(wù)，繼續(xù)做著“彗星獵手”的工作，在這個(gè)過程中他發(fā)現(xiàn)的“星云”（云霧狀天體）越來越多。由于云霧狀天體和彗星十分相像，為了避免浪費(fèi)時(shí)間區(qū)分二者，梅西耶決定和他的助手皮埃爾·梅襄合作把這些天體歸納成星表。

1764年，梅西耶整理出一張包含了40個(gè)天體的列表。1765年，他發(fā)現(xiàn)大犬座的M41后，又在列表中追加了M41～M45五個(gè)天體。1769年，梅西耶在白羊座附近發(fā)現(xiàn)了大彗星C/1769P1，并以此成為柏林科學(xué)院的外籍院士。次年，他又發(fā)現(xiàn)了一顆彗星，并且成為巴黎學(xué)士院的正式成員。梅西耶在他的一生中總共觀測(cè)到46顆彗星，其中包含他自己發(fā)現(xiàn)的21顆。

◎M42獵戶座大星云

彗星的命名

彗星的命名有國際統(tǒng)一的規(guī)則，了解了這個(gè)規(guī)則就能通過彗星的名字讀出很多信息！比如梅西耶發(fā)現(xiàn)的大彗星 C/1769P1。其中“1769”表示的是發(fā)現(xiàn)這顆彗星的年份?！癙”代表發(fā)現(xiàn)的月份，以半個(gè)月為單位，26個(gè)字母去掉I和Z不用，剩下24個(gè)字母按月份排列：A表示1月上半月，B表示1月下半月，依此類推。大家可以算一算，排到P就是8月的上半月。而“P1”表示的是八月上半月內(nèi)發(fā)現(xiàn)的第一顆彗星。那么“C/”又表示什么呢？因?yàn)殄缧怯胁煌奶攸c(diǎn)，有的像哈雷彗星一樣是會(huì)定期回歸的周期彗星，也有不回歸的或者還沒算出運(yùn)行軌道的。為了把它們分類，又加上了以下標(biāo)記：“A/”即可能為小行星，“P/”即確認(rèn)回歸1次以上的短周期彗星，“C/”為長(zhǎng)周期彗星（200年以上），“X/”即為尚未算出軌道根數(shù)的彗星，“D/”為不再回歸或可能已經(jīng)消失的彗星。所以，我們知道了梅西耶發(fā)現(xiàn)的這顆彗星 C/1769P1是他在1769年8月上半月發(fā)現(xiàn)的第一顆長(zhǎng)周期彗星。

1784年，法國天文年歷上刊登了梅西耶制作的由103個(gè)天體組成的星表，其中57個(gè)是星團(tuán)，46個(gè)是各種星云和星系。在天文學(xué)上，星表通常是按天體的赤經(jīng)順序來排序的，但是梅西耶星表卻不同，它既沒有按照星云、星團(tuán)的類型，也沒有按照位置順序排序，而是依據(jù)梅西耶觀測(cè)到的時(shí)間先后進(jìn)行排序編號(hào)，所以兩個(gè)編號(hào)相鄰的梅西耶天體之間，實(shí)際位置可能相距很遠(yuǎn)。后世的天文學(xué)家經(jīng)過考證，確定當(dāng)時(shí)還有7個(gè)天體已經(jīng)被梅西耶和梅襄歸入星表，所以，梅西耶星表擴(kuò)大到了我們今天熟悉的110個(gè)。

梅西耶星表是天文學(xué)史上第一個(gè)系統(tǒng)的深空星表，在它之前的星表都以恒星為目標(biāo)，雖然梅西耶星表是他 “無心插柳”的意外收獲，但是這個(gè)星表的制成卻改變了人們對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)，擴(kuò)展了天文學(xué)家研究宇宙的新領(lǐng)域，從此以后各類深空天體星表紛紛出現(xiàn)。

梅西耶星表中的很多深空天體都比較明亮，很容易找到，有些甚至肉眼就能看見。在攝影師的鏡頭下，梅西耶天體美麗而迷人，直到今天它們?nèi)匀簧钍芴煳膼酆谜呦矏?，成為他們觀測(cè)和拍攝的首選目標(biāo)。

每年3月中旬至4月初，北半球的天文愛好者會(huì)進(jìn)行梅西耶天體觀測(cè)馬拉松賽，就是比賽誰能整晚連續(xù)觀測(cè)記錄到更多的梅西耶天體，這可是對(duì)觀測(cè)技能的一次考驗(yàn)。

GC星表——堅(jiān)持不懈的豐碩成果

如果說梅西耶星表被廣大天文愛好者所關(guān)注，那么NGC星表和IC星表則是天文學(xué)研究人員的重要參考了。NGC星表的全稱是 New General Catalogue of Nebulae and Clusters of Stars，即《星云星團(tuán)新總表》。它其實(shí)是《星云星團(tuán)總表》GC星表的擴(kuò)充。GC星表是由赫歇爾家族的威廉·赫歇爾、卡羅琳·赫歇爾和約翰·赫歇爾共同編制完成的。

赫歇爾家族的三位天文學(xué)家對(duì)天文學(xué)的貢獻(xiàn)非常大，其中威廉·赫歇爾和卡羅琳·赫歇爾是兄妹，約翰·赫歇爾是威廉·赫歇爾的兒子。威廉·赫歇爾1738年出生于德國，和梅西耶屬于同一時(shí)代。他從小喜歡仰望星空，對(duì)天上的諸多星座了如指掌。但對(duì)音樂同樣感興趣的威廉·赫歇爾，自小跟隨父親學(xué)習(xí)小提琴，16歲時(shí)便加入了禁衛(wèi)軍樂團(tuán)擔(dān)任小提琴和雙簧管演奏員。1756年，英法之間爆發(fā)了“七年戰(zhàn)爭(zhēng)”，德國也卷入其中，赫歇爾所在的漢諾威被法軍占領(lǐng)。不堪忍受戰(zhàn)爭(zhēng)之苦的赫歇爾，在父親的幫助下，逃到了英國避難。后來在英國，他一邊以演奏為生，一邊研究天文學(xué)。不僅如此，為了觀測(cè)天體，他還自學(xué)光學(xué)知識(shí)，并到當(dāng)?shù)氐闹歧R商那里學(xué)習(xí)磨鏡技術(shù)，想要自制一架望遠(yuǎn)鏡。

◎威廉·赫歇爾發(fā)現(xiàn)天王星所用的望遠(yuǎn)鏡

1774年，經(jīng)過不斷完善，赫歇爾終于制作出一架口徑為15厘米、焦距為2.1米的牛頓式反射望遠(yuǎn)鏡。通過這架望遠(yuǎn)鏡，他成功看到了獵戶座大星云和清晰的土星環(huán)。從此，他白天磨制鏡片，夜晚觀測(cè)天體并認(rèn)真記錄。正是用這架望遠(yuǎn)鏡，赫歇爾在1781年發(fā)現(xiàn)了天王星！這一發(fā)現(xiàn)徹底改寫了天文學(xué)的歷史，太陽系的疆域在人類的認(rèn)知中擴(kuò)大了一倍，這也使43歲的赫歇爾成為世界聞名的天文學(xué)家。

◎天王星

當(dāng)然，赫歇爾的成就遠(yuǎn)不止這些，他還發(fā)現(xiàn)了土星的兩顆衛(wèi)星和天王星的兩顆衛(wèi)星，編制了第一個(gè)雙星表，并發(fā)現(xiàn)了太陽的運(yùn)動(dòng)，描畫出了銀河系的形狀……威廉·赫歇爾能夠獲得舉世矚目的成就，離不開他的妹妹卡羅琳·赫歇爾的幫助。卡羅琳·赫歇爾一直陪伴在威廉·赫歇爾左右，長(zhǎng)年協(xié)助他進(jìn)行艱苦的觀測(cè)和天文研究，她發(fā)現(xiàn)了8顆彗星和14個(gè)星云，還是獲得皇家天文學(xué)會(huì)金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)碌牡谝晃慌浴?/p>

威廉·赫歇爾看到梅西耶發(fā)表了《星云星團(tuán)表》后，產(chǎn)生了探索深空天體的興趣。從1782年開始，他用自己做的兩個(gè)焦距為610厘米，口徑分別為30厘米和47厘米的望遠(yuǎn)鏡，進(jìn)行了深空天體的觀測(cè)。1789年，他制作出當(dāng)時(shí)世界上最大的反射望遠(yuǎn)鏡，口徑為1.2米，焦距為12米。用這個(gè)當(dāng)時(shí)性能最好的望遠(yuǎn)鏡，他看到了許多前人從未得見的“星云”，他發(fā)現(xiàn)有的星云在望遠(yuǎn)鏡中呈現(xiàn)出與行星類似的視圓面，即看上去像太陽和月亮那樣呈圓形，而非點(diǎn)狀，于是為這樣的星云取名為“行星狀星云”，這個(gè)名稱一直被沿用至今。

◎威廉·赫歇爾制作的當(dāng)時(shí)世界上最大的望遠(yuǎn)鏡

從1782年到1802年，赫歇爾在妹妹的協(xié)助下，發(fā)現(xiàn)了2 500多個(gè)星云、星團(tuán)，并陸續(xù)發(fā)表。在此之前，人們所知的深空天體不超過150個(gè)。威廉·赫歇爾的發(fā)現(xiàn)直接把深空天體帶上了一個(gè)新的量級(jí)，再一次刷新了人們對(duì)宇宙的認(rèn)知！

威廉·赫歇爾幾乎將全部精力都投入天文研究，直到50歲才結(jié)婚，54歲時(shí)他的獨(dú)生子約翰·赫歇爾出生。在父親的影響下，小赫歇爾也成了天文學(xué)家。1825年，小赫歇爾對(duì)父親和姑姑所發(fā)現(xiàn)的星云進(jìn)行了徹底的核查。他還前往南非的好望角進(jìn)行了南天星空的觀測(cè)。在好望角，小赫歇爾特別仔細(xì)地觀測(cè)了大、小麥哲倫星云。對(duì)這兩個(gè)“星云”的觀測(cè)，開創(chuàng)了河外星系研究的先河。1864年，他發(fā)表了《星云星團(tuán)總表》（General Catalogue of Nebulae and Clusters of Stars），簡(jiǎn)稱GC星表。

NGC星表和IC星表

在赫歇爾家族之后，愛爾蘭的天文愛好者羅斯伯爵制造出了更大的望遠(yuǎn)鏡，口徑達(dá)到1.8米，鏡筒長(zhǎng)16米。羅斯伯爵招募了幾個(gè)助手，德雷耶是其中之一。德雷耶用這架口徑更大的望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了更多的星云，同時(shí)發(fā)現(xiàn)GC星表與自己的測(cè)量結(jié)果存在不少偏差。他決定對(duì)GC星表進(jìn)行修正和增補(bǔ)。1888年，他編制完成《星云星團(tuán)新總表》，即NGC星表，其中的天體數(shù)量達(dá)到了7 840個(gè)。

隨著不斷觀測(cè)，德雷耶又在1895年和1908年兩次發(fā)表了NGC星表的補(bǔ)充表——《星云星團(tuán)新總 表續(xù)篇》（Index Catalogue of Nebulae and Clusters of Stars），簡(jiǎn)稱IC星表，共包含了5 386個(gè)天體。隨著天文攝影的出現(xiàn)和發(fā)展，IC星表中的很多天體是通過照相發(fā)現(xiàn)的。

NGC星表是較為全面的天體星表，包含了幾乎所有梅西耶天體。所以，我們常?？吹揭粋€(gè)天體既有M編號(hào)，又有NGC編號(hào)。

◎M51也是NGC5194

隨著觀測(cè)技術(shù)的不斷完善，NGC星表還在不斷修訂。1973年，兩位天文學(xué)家蘇林提科和蒂夫特發(fā)表了RNGC星表（Revised New General Catalogue of Nonstellar Astronomical Objects），對(duì)NGC星表的數(shù)據(jù)進(jìn)行了修訂。1988年，天文學(xué)家辛諾特又編著出版了NGC2000.0。

其他有趣的深空星表

當(dāng)年，梅西耶觀測(cè)時(shí)用的望遠(yuǎn)鏡口徑只有10厘米；威廉·赫歇爾改進(jìn)了望遠(yuǎn)鏡后，望遠(yuǎn)鏡口徑從15厘米不斷擴(kuò)充至47厘米、1.2米；羅斯伯爵將望遠(yuǎn)鏡口徑再一次擴(kuò)大至1.8米。隨著望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)技術(shù)的發(fā)展，人類觀測(cè)到的深空天體數(shù)量也從110個(gè)飛速增長(zhǎng)到1萬多個(gè)……

過去，天文學(xué)家還未認(rèn)識(shí)河外星系，所以這三個(gè)星表是星團(tuán)、星云和河外星系的混編。如今，望遠(yuǎn)鏡技術(shù)經(jīng)歷了飛躍式的發(fā)展，更多的深空天體被發(fā)現(xiàn)。天文學(xué)家們把這些深空天體區(qū)分出來，出現(xiàn)了更多細(xì)分的深空星表，而且這些星表的容量一再增長(zhǎng)，如亮星系星表RC3囊括了2萬多個(gè)亮星系，星系表MCG包含了3萬多個(gè)星系，星系表PGC包含著90多萬個(gè)星系。除此之外，還有暗星云表Barnard、球狀星團(tuán)星表Arp、星系團(tuán)表Abell，等等。

在沒有大型巡天望遠(yuǎn)鏡的年代，一部星表的編制需要天文學(xué)家耗費(fèi)大量的時(shí)間和精力。這些星表中成千上萬個(gè)編號(hào)正是天文學(xué)家們堅(jiān)毅、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)精神的重要體現(xiàn)。400多年前，當(dāng)伽利略第一次把望遠(yuǎn)鏡指向夜空時(shí)，他大概也沒想到夜空竟如此絢麗多彩。正是一代代天文學(xué)家的不懈努力，我們今天才有幸窺見浩瀚宇宙那無與倫比的美麗！

◎Barnard33 是著名的獵戶座馬頭星云，它的背后是明亮的發(fā)射星云IC434