銀河系還有個神秘姐妹？還可以用肉眼看到！

作者|馮梓洋

審核|董晨暉

編輯|趙經遠

VLT巡天望遠鏡（VST）拍攝的三角座星系。來源：ESO

三角座星系(Triangulum Galaxy)也稱為M33，在天空中位于奎宿九（仙女座β）的東南方向，在組成三角座主體的三顆星和雙魚座之間，它在天球上的坐標為：赤經01h33m50.90s，赤緯+30°39′36.6″），距離地球約273 萬光年。它的視星等為5.72等，是人類肉眼可見的最遠的天體之一。

M33和它的鄰居仙女座星系{也稱為M31，星系形態(tài)分類為SA(s)b型}一樣，也是一個沒有棒狀和環(huán)狀結構的旋渦星系[SA(s)]，但與仙女座星系不同的是，M33的旋臂結構更為松散，核心也相對暗弱（cd），即M33的星系形態(tài)分類為SA（s）cd型。M33的直徑約為6萬光年，比銀河系﹑仙女座星系小許多，但在本星系群中（包括仙女座星系﹑銀河系、三角座星系﹑大小麥哲倫云、M32﹑M110等數十個星系），它仍然是第三大的成員，僅次于仙女座星系和銀河系，同時也是本星系群中第二小的旋渦星系。

波特爾黑暗天空分類示意圖。來源：wikipeida

在波特爾黑暗天空分類法中，M33星系是一個可以充當“指示器”角色的天體，它可以區(qū)分較暗天空等級（1到3級，極限星等大致為8.0等到6.6等左右）和存在明顯光污染的天空（4到9級，極限星等在6.5等以下）。光污染的增加使得觀測M33的難度逐漸增大，通常來說，只有在波特爾黑暗天空等級為1到3級的條件下，我們才能夠容易地通過肉眼看見它；如果在4級的環(huán)境下，只有當M33的地平高度足夠高的時候肉眼才勉強可見；一旦達到6級，那么需要借助望遠鏡才能看到M33。因此，M33在波特爾黑暗天空分類法中，是一個評估天空黑暗程度的重要指標。

雖然理論上來說，M33是肉眼可見的天體，但人類很晚才注意到它。17世紀中葉，意大利天文學家喬瓦尼·巴蒂斯塔·霍迪爾納（Giovanni Battista Hodierna）很可能是最早注意到這個模糊天體的人。他在1654年出版的《彗星的軌道系統和天空中令人驚嘆的天體》（De systemate orbis cometici; deque admirandis coeli caracteribus）一書中提到了一個位于三角形附近的云霧狀天體，其中的三角形即現在的三角座，而這個云霧狀天體很可能指的就是如今所說的三角座星系。

1764年，法國天文學家查爾斯·梅西葉（Charles Messier）獨立發(fā)現了這個星系，并將其收錄進自己的星表中，為這個天體賦予了我們熟知的編號——M33。1850年左右，愛爾蘭天文學家第三代羅斯伯爵威廉·帕森斯（William Parsons, 3rd Earl of Rosse）發(fā)現M33是一個“旋渦星云”，他記錄道：“(M33 is) full of knots. Spiral arrangement. Two similar curves like an "S" cross in the center[（M33）充滿了結，懸臂呈旋渦狀。兩條類似于S形的曲線在中心交叉]”，他的助手米歇爾（R. J. Mitchell）還為它繪制了素描。

愛爾蘭天文學家米歇爾為M33繪制的素描。來源：SEDS

那時天文學家分成了兩派，一部分人認為類似M33這樣的旋渦狀天體是銀河系內的星云，另一部分人則認為它們是位于銀河系以外、與銀河系一樣的天體系統，即“宇宙島”，這一觀點的分歧引起了持久的“宇宙島之爭”。在這次科學界著名的大事件中，美國天文學家哈勃在1926年發(fā)現了M33中的35顆造父變星，并利用造父變星的周光關系計算了它們與地球的距離，最終證明M33是位于銀河系之外的天體系統。

在本文開頭VST拍攝的M33圖像中，我們可以很清楚的看見在旋臂上的藍白色星團以及玫瑰色的發(fā)射星云，并帶有暗星云﹑塵埃帶等結構。散布其間的藍色和粉紅色區(qū)域揭示了M33中大量恒星快速誕生的地點。哈勃空間望遠鏡的觀測結果表明，三角座星系的恒星形成率是仙女座星系的十一倍，說明這個星系正處于年輕旺盛的時期。

韋布空間望遠鏡拍攝的NGC 604。來源：NASA

在VST圖像中M33的左下方，我們可以看見一個明亮的粉色星云，它就是NGC 604，這是M33中最大的恒星形成區(qū)，也是本星系群中最大的恒星誕生地之一。它包含約200顆熾熱的OB型星和沃爾夫-拉葉星，它們將星云內部的氣體加熱到極高的溫度，使其產生明亮的X射線輻射。由于這個星云對氫離子具有電離作用，因此這片區(qū)域也被稱作電離氫區(qū)（H II區(qū)），它是本星系群質量第二大的電離氫區(qū)（僅次于蜘蛛星云），也是本星系群中直徑最大的電離氫區(qū)，它的直徑是另一個著名的電離氫區(qū)——獵戶座星云的40 多倍，絕對星等比獵戶座星云亮6300多倍，如果將NGC 604放在與獵戶座大星云相同的距離上，它將比金星還要亮很多。

M33中的一些結構。來源：stellarium

對于天文愛好者而言，北半球每年的秋冬季是觀測M33的最佳時機。在光污染較少的環(huán)境下（最好是在波特爾黑暗天空等級為1到3級的地區(qū)），經驗豐富的愛好者可以很容易地用肉眼看到這個模糊的亮斑。但由于M33的表面亮度較低，所以第一次尋找它的愛好者，或者處于光污染環(huán)境下的愛好者，可能并不能直接找到它。對于這種情況，可以先找到更為明亮的仙女座星系和奎宿九，連接仙女座星系和奎宿九并向奎宿九方向延長一倍，在這個位置我們通過小型望遠鏡可以看到一個中心呈現為霧狀斑點的天體，這就是M33。當然，我們也可以連接奎宿九和婁宿三（白羊座α)，M33位于連線的中點附近，這種方法如下圖所示。

如何找到M33。來源：BBC Sky at Night

參考資料

1、Triangulum Galaxy, Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/Triangulum_Galaxy

2、Bortle scale, Wikepedia, https://en.wikipedia.org/wiki/Bortle_scale

3、M33, SEDS Messier Database, http://www.messier.seds.org/m/m033.html

4、NGC 604, Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/NGC_604

5、H II region, Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/H_II_region

6、Facts about and images of the beautiful spiral Triangulum Galaxy, BBC Sky at Night, https://www.skyatnightmagazine.com/astrophotography/galaxies/triangulum-galaxy

7、John E. Bortle文，Shea譯，火流星工作組·海外文摘，http://bolide.lamost.org/translat/trans14

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