发现马头星云初冬之夜

初冬之夜，猎户座东升，它腰带下方的红宝石佩剑引人注目，这就是著名的猎户座大星云，是天文爱好者最喜欢观测的目标之一。相比之下，距离猎户座大星云不远的马头星云却是不好对付的一个目标。马头星云紧紧靠近猎户座腰带第一颗亮星“参宿一” ，若用普通望远镜看去，并寻觅不到什么星云的影子，即便使用大口径道布森望远镜观察，也只能隐约看到周围枫叶般的火焰星云，那个黑色的马头依然难以瞥见。不得不佩服当年，究竟是谁如此神武英明，发现了这个极其暗弱的星云？

文章图片
图1.马头星云标准照（图源：杨铭森）
暗弱的星云，是大口径望远镜的专属。 1811年，赫歇耳（WilliamHerschel）注视着这个区域，发现似有白色云雾状天体，随即将其命名为No.25 。在当时，赫歇耳拥有了世界上顶级口径的望远镜，虽然之后罗斯伯爵（WilliamParsons,the3rdEarlofRosse）造出了更大的设备，但使用率并不高。因此可以说，赫歇耳的观测代表了十九世纪目视观测的巅峰。既然目视看不清，就只能拜托照相术了。好在从十九世纪中后期开始，天体照相术发展迅速，天体摄影从最开始只能拍拍月亮和亮星，发展成可以拍摄明亮星云，甚至天体的光谱。但在那个时代，摄影术还只是目视观测的辅助，人们尚未充分认识到天体摄影将对天文学发展产生巨大的影响。

文章图片
【发现马头星云】图2.赫歇耳在进行目视观测（图源：版画PaulFouché）
哈佛大学天文台的皮克林（WilliamHenryPickering）对天体摄影情有独钟。在当时，一些望远镜已经开始野蛮进化，出现了向天体摄影优化的专业望远镜，它们拥有更大的视场，更快的焦比，更好的星象，这种设备也被称为“摄星仪” 。 1885年，颇有远见的皮克林让哈佛大学天文台耗资2000美元购进了一台8英寸（203mm）口径的折射式摄星仪，开始了天体摄影工作。至于谁来具体操作？皮克林认为女士胆大心细，男士则是粗心大意，相比之下女士更适合做这种整理发现性质的实测天文工作。威廉明娜·弗莱明（WilliaminaFleming）本来是皮克林的女仆，也被皮克林叫来进行天体拍摄工作。果不其然，短短3年之后，弗莱明在检查一张编号为B2312的摄影底片时发现了蹊跷，这张拍摄于1888年2月6日的底片足足累积了90分钟的曝光，那惨白过曝的恒星旁边，似乎有一个黑色的马头在悄悄张望。

文章图片
图3.左：站着的就是皮克林和弗莱明；右：1888年马头星云照片（图源：哈佛大学）
然而这个黑色的马头究竟是个什么东西？是宇宙中的一片空洞？还是一个真实的天体？这在当时尚存争议。摄影术带来的疑问，还是由摄影术来终结吧。 1913年，巴纳德（EdwardEmersonBarnard）在一个极为通透的夜晚再次拍摄了这个黑色的马头，他将照片放大，发现马头的西边颇为明锐，而东边界线不明，那是一个黑色的轮廓投影在了背景星云之上，这意味着黑马头并非宇宙空洞，而是一个厚重的不透光星云——这正如他研究的那些暗星云一样，于是巴纳德将其命名为B33（巴纳德33）。

文章图片
图4.巴纳德拍摄的底片，左侧为马头星云，右侧为人马座中的一个暗星云（图源：叶凯士天文台）