秋季银河:从盾牌座到仙后座

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇秋季银河:从盾牌座到仙后座范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

对于中北纬地区的观测者来说，初秋的夜晚正是银河最壮丽的时候。它从西南方的人马座向上延伸，穿过盾牌座、天鹰座、狐狸座，直至位于天顶的天鹅座。从天鹅座开始，它又向下朝着东北方的地平线流淌，穿过仙王座南部、蝎虎座北部、仙后座和英仙座。秋夜银河以及其中的星团星云分布，隐藏着我们的银河系旋涡结构的线索。

在本文中，我们将观赏长达70度的天蝎—半人马星协，它是太阳系所在的猎户—天鹅臂的内侧界标。我们还将向内穿越一条缺乏气体、尘埃和星团的臂隙。在5000至7000光年外的臂隙对面，是人马—船底臂，它是与我们相邻的银河系内侧旋臂。这条旋臂上有大量的年轻疏散星团（如M21、NGC 6530、NGC 6231）、发射星云（如M8、M17、 M20），以及尘埃云。在人马—船底臂的尘埃中有一个窗口，透过它可以看到10000至16000光年外的小人马恒星云（M24），这是一个富含恒星的延展天体，位于银河系最内部的矩尺臂上。最后，透过沿着银河盘面分布的尘埃云，我们可以看到大人马恒星云，它是银河系中心核球的一部分。

其实，银河系的旋臂并没有统一的标准名称。许多研究人员把矩尺臂叫做盾牌—半人马臂，或是盾牌—南十字臂。而猎户—天鹅臂则常常被称为猎户臂、猎户射电支，或近域旋臂。

盾牌恒星云

让我们沿着银河，把视线向上转到远离银心的地方（天球坐标的东北方向），就可以开始观察银河系的外部区域。最后一个银河系内部天体是明亮的盾牌恒星云。

疏散星团M11和M26看起来好像位于盾牌恒星云中，但实际上它们是我们视野中的前景星团，分别距离6000光年和5000光年左右。它们太古老了，所以不可能是旋臂的真正标记。这些恒星和星团几乎都是在旋臂内部诞生的，但是随着年龄的增长，它们会漂移到远离旋臂诞生地的地方。

在盾牌恒星云中，我们似乎正纵向沿着一条旋臂观察星空，它在这里围绕银心向内弯曲，我们可以看到许多不同距离的恒星都互相重叠在一起。这里既有人马—船底臂（我们内侧的相邻旋臂），也有矩尺臂（人马—船底臂内侧），或许是这两个旋臂的相交处。上述说法并没有被证实，但看似有理，因为在银河系这样的松散旋涡星系中，旋臂的连结和分岔是很常见的。

旋涡结构和银经

从盾牌恒星云开始，向更偏东北、更远离银心的地方望去，我们的视线便远离了银河系的内部，看到越来越多的我们自身所处旋臂的结构特征。

为了辨明这些结构特征，并认识秋季银河中更深远处的景象，银道坐标系非常有用。银道（银纬为0度）是银河的中心线，它在天空中划出了一个360度的大圆。从银心方向的银经0度开始，这个大圆上有4个银经的方位基点。沿着我们所在的旋臂向前看，银经90度位于天鹅座，就在天津四东北约5度。银经180度为银心的反方向，在金牛座与御夫座的边界上，靠近金牛座β。最后，沿着我们所在的旋臂向后看，银经270度位于南天的船帆座中。在银经270度到340度之间，银河穿过天蝎座南部，对于中北纬地区来说无法看到，或者仅勉强可见。

当提到沿着我们所在的旋臂向前看或向后看的时候，这并不只是一种习惯说法。事实上，我们附近的绝大多数恒星都在朝着天鹅座运动。没有哪两颗恒星会以完全相同的速度和方向运动；例如太阳就比附近恒星的平均速度快大约9%，而且它的运动还稍有点儿向内和向“上”（偏离银道面）。但基本上没有例外，恒星速度与平均值的偏差都很小。

对于北温带的观测者而言，银经90度在秋季刚入夜时几乎就在头顶正上方。所以，当仰首垂直向上，向天津四和银经90度望去时，你看到的正是邻近恒星围绕银心运行时的前进方向。银心恰好位于西南方的地平线上，而反银心则位于东北方的地平线上。

把目光转到银经0度至90度之间，在那里可以看到各条旋臂朝着银心向内螺旋弯曲。这也可以解释人马—船底臂上那些明亮的星云，如M16和M17，在这一方向上的分布范围只到银经17度的原因。而在银心的另一侧，同样位于人马—船底臂上的船底座η星云，却远离银心达72度，位于银经288度。船底座η星云与银心的距离看上去并不比M16远，但事实上它远得多。因为它位于旋臂向外伸展的部分，而M16则位于向内弯曲处。

大暗隙

从人马座到天鹅座，这部分银河并不仅仅是一片暗弱、毫无细节特征的模糊云雾；这里被一条又长又暗的裂隙分开，其上还点缀着一些黑斑，以及6个不同大小和亮度的恒星云。裸眼观测时，初秋银河中最引人注目的就是大暗隙，它将天津四西南方的银河分成两条大致平行的分岔。

银河的西侧（大部分更暗弱）分岔隐没于蛇夫座北部之中，被覆盖了蛇夫座东部大片天区的巨大尘埃云所笼罩。但在约20度以外的蛇夫座η附近，它又重新出现。大暗隙从人马座向外延伸，一直深入到银河南部，直抵半人马座α附近。

覆盖天鹅座到半人马座的大视场银河图像看上去与侧向旋涡星系非常相似，如仙女座中的NGC 891和后发座中的NGC 4565。这是因为银河中的大暗隙和侧向河外星系的暗带是同一种事物，即星际尘埃云，它们阻挡了星系内部恒星发出的光。

为了最有效地体会秋季银河两条分岔之间的大暗隙的真实性质，我们可以用双目望远镜扫视。巡视大暗隙的最佳方案是从辇道增七（天鹅座β）周围闪烁的恒星云开始——这里是北十字（天鹅座）的底部——朝着天箭座的顶端进行；也可以从牵牛星和天鹰座γ周围的明亮银河天光开始，向天鹰座ε和天鹰座ζ方向进行。

我们在NGC 891和NGC 4565等侧向旋涡星系的照片上看到的暗带，是沿着星系盘分布的所有尘埃的复合体。但是银河的大暗隙却基本上是一条单一的尘埃云带。它距离我们最近的地方在蛇夫座的最南端，在那里，位于心宿二北部的蛇夫座ρ恒星形成区的尘云与我们相距不到700光年。位于天鹰座γ以西的天鹰座暗隙的尘埃云距离我们约1000光年。而在天津四附近，大暗隙最东北端的尘埃云距离我们则有2200光年左右。

但是蛇夫座ρ复合于我们和内银河系之间，而天津四则正好在我们头顶上（相对于银河系自转方向而言）。这样我们就不得不将大暗隙想象为一条尘埃云链，它从我们头顶上的天鹅座一直伸展到身后的半人马座，横卧在我们和内银河系之间。其它旋涡星系的照片表明，暗带常常沿着旋臂的内边缘分布。所以，大暗隙应当标记出了我们所在的旋涡结构——猎户—天鹅臂的边缘。

天鹰座裂隙和臂际隙

沿着银河，将目光从盾牌恒星云向上移到更高的银经经度，遇到的下一个明亮区域是天鹅恒星云，一个长达20度的椭圆形天体。它依偎在北十字的长臂上，从辇道增七延伸到天鹅座γ。天鹅恒星云和邻近的狐狸座天区包含了大量远距离的疏散星团和星协。但是位于盾牌座和狐狸座中间的天鹰座银河却鲜有疏散星团：在《伯纳姆天空手册》收录的疏散星团中，5个位于盾牌座，9个位于狐狸座，但在面积远超这两者的天鹰座中，却只有3个。

朝着天鹰座方向，在人马—船底臂向内弯曲部分和我们所在的猎户—天鹅臂的向内弯曲部分之间，有一个臂际隙。所以，朝着天鹰座方向看时，我们只能越过少量前景恒星，透过长长的、相对空旷的臂际隙，看到一些距离非常遥远的恒星云，而这些恒星云很可能就是我们猎户—天鹅臂的远端部分。当我们由盾牌座至天鹅座扫视秋季银河时，首先会看到人马—船底臂的边缘，然后是臂际隙，最后则是我们的猎户—天鹅臂。

前面介绍的银河图景并没有被所有天文学家接受。一些人认为人马—船底臂是从天鹰座延伸到狐狸座的，但这一说法存在一些问题。首先，狐狸座中的远距离星云和星团到银河系中心的距离，与人马座方向的人马—船底臂天体到银心的距离一样遥远。因为在这个方向上，旋臂应该是向内弯曲的，所以这些狐狸座天体不太可能位于人马—船底臂之上。其次，天鹰座银河的亮度，从东北方向的天鹰座γ附近到西南方向的天鹰座λ附近，是递减的。猎户—天鹅臂向前弯曲绕向银河系核球的远端，如果我们观看它的前方部分，也会看到天鹰座银河的这种亮度递减。最后，在天鹰座附近没有年轻的疏散星团或发射星云，这些天体可以充当人马—船底臂的标记。

事实上，天鹰座中的行星状星云异常丰富，它们都是老年的类日恒星的遗骸，而且在整个厚星系盘中的分布相当均匀（但是在内层有一定偏差）。由于要透过星际尘埃，所以行星状星云很难被看见，而它们在天鹰座中的富集正说明，这一方向上星际尘埃不多——除了突然出现的天鹰座裂隙。

天鹅座：向下看我们的旋臂

由于我们所在的位置靠近猎户—天鹅臂的内边缘，所以我们看不到任何近距离的年轻星团，而只有向上扫过天鹅座—仙王座的银河时，才能看到附近唯一的星协（天蝎—半人马星协）。从银河系自转的角度看，当我们围绕银心旋转时，它就在我们头顶之上。

这一区域内最显著的年轻恒星群体或许是天鹅座OB7星协，它的中心距离我们大约2000光年。天津四和北美星云就位于它的内部，它是用双目望远镜观察的极好目标。鹈鹕星云（IC 5067）也是这个复合体的一部分，但是一段前景尘埃带将它与北美星云分隔开。

面积巨大、恒星数量众多的仙王座OB2星协距离稍远。其中最明亮的天体是红超巨星仙王座μ（造父四、石榴石星），大型发射星云IC 1396也属于这个星协，它在暗夜下用10×50的双目望远镜很容易看到。

散布在蝎虎座南半部分的蝎虎座OB1星协距离我们1500光年，在7倍的望远镜中显得非常清晰。

需要注意的是，附近银河系区域的轨道运动方向在银经90度，而这三个邻近星协都位于这里，或更高的银经度数上。然而当我们向所处的猎户—天鹅臂的前方部分俯望时，更远的天鹅恒星云则位于银经60度～80度——换句话说，它稍稍偏向银河系内部。这是因为银河系的旋臂顺着星系自转方向不断收紧，所以猎户—天鹅臂的前方比我们更接近银河系中心。

在天鹅恒星云的东北部（近侧），天鹅座γ和η之间，天文学家们辨认出了一些面积巨大、恒星众多的星协，但它们非常远（4000光年～7000光年）。在双目望远镜中，这部分恒星云富集了许多7等～10等的恒星，但背景光却很暗淡，而且有一些狭长、弯曲的暗带穿过这里。恒星是这些星协中最明亮的成员，而暗带则是恒星群中包含着的尘埃。在天鹅恒星云西南部（远侧），双目望远镜能分辨出的恒星不及另一侧多，但这一区域发出的明亮光芒却令人印象深刻，其中含有大量暗弱却很易分辨的恒星。在这一方向上，直到10000光年之外，星际尘埃都肯定非常稀薄。

天鹅座的其它一些区域有着明亮的银河背景光，而在北美星云北部、东北部，天鹅座的最东北端，以及邻近的蝎虎座北部，还有大量暗弱的或不能以双目望远镜完全分解的恒星。在这些方向上，透过尘埃相对较少的观测窗口，我们可以看到数千光年外的景象。

大暗隙结束于一个异常阴暗的尘埃云处，这片暗云横跨于天鹅座γ和天津四之间，长达数度。不过，沿着银河的东北方向，还有一些额外的尘埃结构。北美星云的外形得益于它在西、南、东三个方向上的前景尘埃云。在天津四和仙王座α的正中间，是肉眼可见的Le Gentil 3大型尘埃云的中心。

用裸眼还可以看到银河的一个分岔从天鹅座东北部的那些恒星云一直延伸到仙王座的中心，仙王座α、β、ι和ζ在那里组成一个四方形，这个分岔就以那个四方形结束。在双目望远镜中，银河的这个分岔可以被分解为一个5等至9等恒星的富集区，其中大部分恒星都是仙王座OB2星协的成员。

仙后座：朝向英仙臂的窗口

到了11月，夜幕降临，或是9月的午夜时分，仙王座、仙后座、英仙座等银河星座对于中北纬的观测者来说，正高悬于东方的天空中。壮丽的英仙双星团就位于仙后座和英仙座的分界线附近。严格说来，这个星团位于英仙座，但看上去却更像仙后座的一部分。

对于裸眼而言，英仙座银河（延伸到了英仙双星团）看上去比仙后座银河更纤细、更暗弱。用双目望远镜扫视后可以发现原因：仙后座中的恒星远比英仙座的多。在英仙座方向，我们所处旋臂上的星际尘埃格外地厚；然而朝着仙后座方向望去，在东面的英仙座和西面的仙王座中，各有一群猎户—天鹅臂的尘埃云，在这两群尘埃云之间，恰有一个观测窗口。透过这个窗口，可以看到我们外侧的那条相邻旋涡结构。

为了更好地理解这一点，可以向上仰望银经90度的天津四方向。让左手为人马座中的银心方向，右手为反银心方向（金牛座—御夫座分界线上），就可以看到仙后座在银经90度略微偏右一些的地方，大约在天津四到反银心距离的三分之一处。因此，朝着仙后座望去时，我们是在顺着银河系的自转方向往前看，不过相对于我们所在的猎户—天鹅臂，向银河系的有一定角度的偏离（因为我们靠近所处旋臂的内边缘）。由于这里有一个透过邻近尘埃云的观测窗口，所以在这个方向上看到的不是我们自己旋臂上的星协、星团和星云，而是另一条旋臂上的天体，那就是英仙臂。

仙后座观测窗口从著名的变星仙王座δ东侧开始，穿过整个仙后座，一直延伸到英仙双星团，英仙臂也因此得名。仙后座中的大多数明亮疏散星团都属于英仙臂，如M103、NGC 457和NGC 663，此外还有明亮的发射星云NGC 281。在仙后座最东南端，巨大而暗弱的发射星云IC 1848和IC 1805也同样是英仙臂的标记（IC 1848的大小为2度×1度，可通过10×50的双目望远镜看到，但很困难）。

IC 1848/1805复合体的距离与英仙双星团基本相同（7500光年），而英仙双星团与该星云复合体之间的连线与银道垂直。它们之间有4度的明显间隔，说明英仙臂在“垂直”方向上至少厚达500光年。英仙臂中的星团和仙后座中的星云，距离我们约6000光年～10000光年，这表明英仙臂沿着银道面深达4000光年。但旋臂的边缘结构凹凸不齐，所以这个数据应当理解为最大宽度，而非平均宽度。英仙臂这部分区域内的大量尘埃应该都分布在旋臂内侧或其远端，否则我们就无法看到如此众多的星协和星团。

并不是所有的仙后座疏散星团都位于英仙臂上，巨大的M52星团就位于我们的猎户—天鹅臂和英仙臂之间的空隙里，距离为5000光年。已经演化完毕的星团，如M52（年龄1亿年左右），虽然最初诞生于旋臂上的尘埃云中，但如今却可能散落在各臂际隙中的任何地方。

臂际隙中演化完毕的疏散星团还有M6和M7，它们位于天蝎座的尾巴上，还有人马座中的M23和M25，以及盾牌座中的M11和M26。

有时候，年老的星团偶尔也会在旋臂上解体消亡。在7500光年外，富含恒星的NGC 7789星团位于英仙臂内部，但它并不是真正的英仙臂星团，因为它已经超过10亿岁了。这意味着它已经围绕银心运转了好几周，很可能早已远离所诞生的旋臂了。