仙女座 ,88个现代星座 之一,也是2世纪希腊罗马 天文学家托勒密 列出的48个星座 之一,位于天球赤道 以北。在希腊神话 中,仙女座象征被拴在岩石上待海怪刻托 吞噬的女神安德洛墨达 。仙女座在北半球 秋季夜晚最易观赏,同时出现的还有象征珀耳修斯 神话中其他神祇的星座。由于其赤纬偏北,仙女座只有在南纬40度线 以北的地区能够看到,在40度以南的地区则会位于地平线之下。仙女座是天球上最大的星座之一,面积为722平方度 ,即是满月 大小的1400倍,最大星座长蛇座 面积的55%,亦是最小星座南十字座 面积的十倍以上。
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仙女座中的最亮恒星壁宿二 (仙女座α)是一对联星 ,曾经同时归为飞马座 的一部分,星座连线时也会连在一起。天大将军一 (仙女座γ)也是一对联星 ,色彩鲜艳,是受业余天文学家青睐的观测对象。奎宿九 (仙女座β)比壁宿二少暗一些,属于红巨星 ,用肉眼能看到它呈红色。肉眼可见的仙女座星系 (梅西耶31)是仙女座内最明显的深空天体。它是距离银河系 最近的螺旋星系 ,也是亮度最高的梅西耶天体 之一。一些较暗的星系,包括M31的伴星系M110 和M32 、可用望远镜观测的蓝雪球星云 以及更遥远的NGC 891 ,都在仙女座的范围以内。
在中国天文学 中,组成仙女座的各个恒星分别属于四个不同的星宿;印度神话 中也有对应于仙女座的星座。仙女流星群 是每年11月发生、量度较低的流星群 ,其辐射点 位于仙女座之内。
约翰·赫维留 所描绘的仙女座,出自其编制的《天图册》(Uranographia )1690年版。当时的星图均以天球 以外向内的视角绘制,因此与今天的星图镜像相反。
1825年前后在伦敦出版的一套星座卡《乌拉尼亚之镜 》(Urania's Mirror )以天球以内向外的视角所描绘的仙女座
1000年前后欧洲早期科学手稿中的仙女座
在年代比希腊天文学更早的巴比伦天文学中,仙女座中间和双鱼座 的一部分恒星合起来形成一个星座,象征巴比伦神话 中的生育女神亚奴尼图(Anunitum)。
仙女座所象征的是希腊神话 中“被链条拴住的女神”安德洛墨达 ,也就是玻耳修斯 之妻、传说中埃塞俄比亚 国王克甫斯 和王后卡西欧佩亚 之女。在这一希腊罗马神话故事里,卡西欧佩亚炫耀自己的女儿比涅瑞伊得斯 海仙女还要貌美,海仙女便向海神波塞冬 告状,希望他能惩罚卡西欧佩亚的无礼之言,波塞冬因此令海怪刻托 侵袭埃塞俄比亚。惊慌失措的国王克甫斯从阿蒙神谕得知,要拯救王国,就只有把女儿安德洛墨达献祭给刻托。[ 12] 安德洛墨达被链条拴在海石上,此时英雄玻耳修斯用女妖美杜莎 的头把海怪化为岩石,救下了她。大陵五 (英仙座β),在欧洲又被称为“魔星”,便象征著美杜莎的头。后来,玻耳修斯和安德洛墨达成婚,诞下七儿二女,并建立起迈锡尼 城,是为玻耳修斯王朝。安德洛墨达去世后,智慧女神雅典娜 在天上制成星座来纪念她,也就是仙女座。仙女座紧邻的英仙座 、仙后座 、鲸鱼座 和仙王座 也分别象征神话故事中的玻耳修斯、卡西欧佩亚、刻托和克甫斯。
托勒密 于2世纪所著的《天文学大成 》中,最早共列出48个星座 ,仙女座就是其中一个:壁宿二 (仙女座α)为安德洛墨达的头,车府增十六 (仙女座ο)和螣蛇十九 (仙女座λ)为链条,奎宿五 、奎宿六 、奎宿八 、奎宿九 和天大将军一 (仙女座δ、π、μ、β和γ)为身体及双腿的轮廓。不过,这并不是唯一的想象形态,只是较常用的一种。阿拉伯天文学家 也有记载托勒密的星座,但在仙女座中额外纳入几颗星,象征女神脚下的一条鱼。1787年,德国天文学家约翰·波得 将仙女座内的几颗恒星以及蝎虎座 的大部分恒星合起来,归为腓特烈荣誉座 ,以纪念普鲁士腓特烈大帝 ,但不久后便不再通用。仙女座自托勒密时代开始就被广泛沿用至今,并成为国际天文学联合会 官方认可的88个现代星座 之一。但与古时定义不同的是,现代的仙女座不再是几颗亮恒星连起来的轮廓,而是天球上一个包含这些亮恒星以及周边天体的特定区域。1922年,国际天文学联合会决定根据仙女座的拉丁文 名Andromeda,得出其正式缩写“And”。尤金·德尔波特 在1930年定下仙女座的正式边界,即一个由36段线组成的多边形。根据赤道坐标系统 ,仙女座位于赤经 22时57.5分和2时39.3分之间、赤纬 53.19度和21.68度之间。[ 3]
在肉眼下看到的仙女座。图中加上直线以作示意
中国天文学 中的奎宿 包括仙女座的9颗星(仙女座β、μ和ν等)及双鱼座的7颗星等,呈鞋形。[ 12] 仙女座γ 又称天大将军一,属于天大将军 。[ 12] 仙女座α 连同飞马座γ 组成壁宿 ──玉皇宫殿、藏书阁的东墙。仙女座的北部为天厩 ,西部连同蝎虎座形成螣蛇 。[ 12]
阿拉伯天文学中的“鲸鱼座”(الحوت,al-Hut)包括仙女座中的奎宿一 、奎宿二 、奎宿四 、奎宿五 、奎宿六 、奎宿七 、奎宿八 、奎宿九 、奎宿增廿二 (仙女座ν、μ、β、η、ζ、ε、δ、π、32)以及仙女座星系,另含现代西方鲸鱼座中的外屏五 、奎宿十四 、奎宿十五 和奎宿十六 (鲸鱼座ν、φ、χ和ψ)。
有关仙女座的印度神话 故事和希腊神话非常相似:根据梵文 古文献记载,女神安塔尔玛达同样被拴在岩石上。由于两个故事之间有诸多相似之处,例如女神名称“安塔尔玛达”与“安德洛墨达”发音之近,因此学者相信两者的背景有紧密的联系。
安德洛墨达也和美索不达米亚 创世神话中的混沌女神迪亚马特 有关联。迪亚马特为丈夫阿勃祖 诞下许多妖怪,但后来决定发起战争消灭这些妖怪。最后马尔杜克 把她杀死,结束了战争,并把迪亚马特的遗体做成星座,让凡人用来计时。
马绍尔群岛 人把仙女座、仙后座、三角座和白羊座合起来组成一个象征鼠海豚 的星座。仙女座的亮星主要位于豚身,仙后座为豚尾,白羊座为豚首。土阿莫土群岛 人把壁宿二 称为“Takurua-e-te-tuki-hanga-ruki”,意为“劳苦之星”。
仙女座轮廓示意图
壁宿二 (仙女座α )是仙女座中最亮的恒星,属于A0p型 联星 ,综合视星等 为2.1,光度 为96 L ☉ ,距离地球97光年 。[ 22] 壁宿二在西方神话中象征仙女安德洛墨达的头,但西方同样使用的阿拉伯传统星名Alpheratz、Sirrah却源于“سرة الفرس”(surrat al-faras),意为“骏马的肚脐”。[ 12] 壁宿二与室宿一 、室宿二 和壁宿一 (飞马座α、β和γ)一起形成所谓“飞马座四边形”的星群 ,所以壁宿二也曾被纳入飞马座 以内,又名飞马座δ。阿拉伯星名中的骏马亦由此而来。[ 12]
奎宿九 (仙女座β )属于M0型 红巨星 ,视星等为2.06,光度为115 L ☉ ,距离地球198光年。阿拉伯传统名为Mirach,意为缠腰布,是从托勒密的文章翻译而来。不过在阿拉伯世界里,奎宿九通常是仙女座脚下鲸鱼星座的一部分(该星座比西方鲸鱼座更大)。
天大将军一 (仙女座γ )位于仙女座最南端,呈橙色,亮度高,属于K3型 巨星 ,综合视星等为2.14。天大将军一是一个多星系统 ,其主星呈黄色,视星等为2.3,伴星呈蓝绿色,视星等为5.0,两星相距9.7弧秒 。[ 12] 英国天文学家威廉·赫歇尔 曾说:“两颗恒星之间存在显著的差异,特别是两者截然不同的大小,让人联想到恒星和行星 之间的关系。”他描述较暗的那颗“呈淡天蓝色,稍偏绿”,且可再细分为主星和伴星,其中伴星的视星等为6.3,绕主星公转周期为61年。整个恒星系统距离地球358光年。[ 28] 天大将军一的阿拉伯传统名为Almach,源自“عناق الأرض”(Anaq al-Ard),直译为“土地孩子”,意思是协助狮子寻找猎物的动物。
奎宿五 (仙女座δ )属于K3型 橙巨星 ,视星等为3.3,距离地球105光年。[ 29]
螣蛇十九 、螣蛇廿 、螣蛇廿一 、螣蛇廿二 和车府增十六 (仙女座λ、ψ、κ、ι和ο)共组成一个称为“腓特烈的光荣”的星群,这一名称源自已不再使用的腓特烈荣誉座 。螣蛇十九呈黄色,属于G8型巨星,距离地球86光年。[ 30] 螣蛇廿呈蓝白色,属于B7型主序星,距离地球988光年。[ 31] 螣蛇廿一呈白色,属于B9 IVn型主序星,距离地球168光年。[ 32] 螣蛇廿二呈蓝白色,属于B8型 主序星 ,距离地球502光年。[ 33] 车府增十六呈蓝白色,属于B6型巨星,距离地球679光年。[ 34]
奎宿八 (仙女座μ )呈白色,属于A5型主序星,视星等为3.9,距离地球130光年。[ 35]
天大将军六 (仙女座υ )是一对联星,由一颗F型矮星 和一颗M型矮星 组成,整体视星等为4.1,距离地球44光年。[ 36] 主星拥有四颗已证实的行星 ,质量分别为木星 的0.96、14.57、10.19和1.06倍。[ 37]
天大将军增一 和天大将军增二 (合称仙女座ξ )为联星系统,距离地球217光年。主星呈橙色,属于K0型巨星。[ 38]
奎宿六 (仙女座π )是一对联星,呈蓝白色,视星等为4.3,距离地球598光年。主星属于B5型主序星。[ 39] 伴星视星等为8.9。
天大将军三 (仙女座51 )起初被约翰·拜耳 归为英仙座,编号为英仙座υ,但之后被国际天文学联合会重新划为仙女座的一部分。天大将军三呈橙色,属于K3型巨星,距离地球177光年。[ 41]
军南门 的旧编号为仙女座54,现编号为仙女座φ。[ 12]
天大将军八 (仙女座56 )是一对视双星,主星呈黄色,属于K0型巨星,视星等为5.7,距离地球316光年。[ 42] 伴星呈橙色,属于K0型巨星,视星等为5.9,距离地球990光年。
仙女座R 是一颗米拉变星 ,周期为409天,最高视星等为5.8,最低视星等为14.8,距离地球1250光年。[ 43] 仙女座中另有6颗Mira variables。
仙女座Z 是仙女座Z变星 的M型原型,最高视星等为8.0,最低视星等为12.4,距离地球2720光年。[ 44]
罗斯248 (仙女座HH )距离地球10.3光年,在最近恒星中排行第九。Ross 248呈红色,属于M6型主序天龙座BY型变星 。[ 45]
螣蛇增九 (仙女座14 )呈黄色,属于G8型巨星,距离地球251光年,[ 46] 质量为2.2 M ☉ ,半径为11 R ☉ 。它的一颗行星仙女座14b 于2008年发现,轨道半径为0.83天文单位 ,公转周期为186天,质量为木星的4.3倍。[ 47]
仙女座星系(梅西耶31,M31)
仙女座的位置远在银河平面 以外,所以不包含银河系中的任何疏散星团 和亮星云 。由于不受银河系的尘埃、气体和密集恒星的遮蔽,所以仙女座范围内不少遥远星系都是肉眼可见的,其中最著名的深空天体 莫过于仙女座星系 (又名梅西耶31、M31和NGC 224)。在无云无光的晚上,于仙女座北部可见一片蒙蒙暗光,就是仙女座星系。它在天球上的视大小 为192.4乘62.2弧分,视星等为3.5,是北天亮度最高的深空天体之一。仙女座星系距离地球220万光年(另有估值高达250万光年),是肉眼可见的最远天体之一,也是银河系附近的最大星系以及本星系群 中最大的一员。仙女座星系直径约20万光年,为银河系的两倍,并属于棒旋星系 ,形状与银河系相似。虽然肉眼可见,但要直到公元964年,阿拉伯天文学家阿卜杜勒-拉赫曼·苏菲 才在《恒星星座 》(كتاب صور الكواكب)中首次记录下这“一小片云”。[ 12] 望远镜发明不久后的1612年,德国天文学家西门·马里乌斯 首次用望远镜对仙女座星系进行观测。
虽然仙女座星系常被称作银河系的孪生星系,但是它的质量和直径却是银河系的双倍。在大约50亿年后的未来,仙女座星系和银河系预测将会仙女座星系-银河系的碰撞 ,促进新一轮的大规模恒星生成过程。
仙女座星系的高清晰度照片[ 53]
美国天文学家爱德文·哈勃 在1923年利用加州威尔逊山天文台 的100英寸虎克望远镜,在M31(当时称为仙女座星云)中寻找新星 的时候,观测到造父变星 。他把这类星体当作标准烛光 ,从而推算出它们和地球间的距离。Hubble发现,这些变星都远在银河系以外,以此推论许多类似于M31的天体都是独立的“岛宇宙”。哈勃最初估计仙女座星系距离地球90万光年,恩斯特·奥匹克 在1925年则估算出更准确的150万光年的距离。
仙女座星系的主要伴星系有两个较黯淡的椭圆星系M32 和M110 (分别又名NGC 221和NGC 205)。M32是较小的一个,在天球上的大小为8.7乘6.4弧分,位置上显得重叠在仙女座星系上,用望远镜看是朦胧的一小团;M110比M32稍大,在天球上的大小为21.9乘10.9弧分,在位置上明显独立于仙女座星系。M32位于仙女座星系核以南0.5°,M110则位于星系核西北1°的地方。法国天文学家纪尧姆·勒·让蒂 于1749年发现M32,后人则推断出M32比仙女座星系更接近地球。由于其面亮度 和整体视星等都较高,分别为10.1和9.0,所以用双筒望远镜便可观测。M110属于矮椭球星系 或普通椭圆星系。其亮度比M31和M32低得多,面亮度为,视星等为8.9。
包括M32和M110在内,仙女座星系共有15个卫星星系 。其中九个处于同一平面上,所以科学家推论它们的形成有共同的根源。与银河系的卫星星系 一样,仙女座星系的卫星星系都是年龄大、气体少的矮椭圆 和矮椭球星系 。
哈勃空间望远镜 所拍摄到的蓝雪球星云
除了仙女座星系及其伴星系以外,位于仙女座内的还有天大将军一以东的NGC 891 (科德韦尔23)。威廉·赫歇尔 和卡罗琳·赫歇尔 兄妹两人于1783年8月共同发现NGC 891。NGC 891是一个较小的棒旋星系,在天球上的大小为13.5乘2.8弧分。其侧面对向地球,有一条清晰可见的暗尘带贯穿其中心。它距离地球约3千万光年,红移 为0.002。虽然NGC 891的总视星等达到9.9,但它的面亮度只有14.6,所以在实际观看上显得非常黯淡。
NGC 752 (科德韦尔28)是仙女座中的一个疏散星团 ,位于银河系内,总视星等为5.7,宽49弧分,含约12颗亮星,另有超过60颗视星等约为9的恒星用低放大率望远镜就可以观测,是疏散星团中较不显眼的一个。仙女座的另一个疏散星团是NGC 7686 ,同样位于银河系内,视星等为5.6,宽15弧分,含约20颗恒星,比NGC 752更为紧凑。
仙女座有一个比较突出的行星状星云 NGC 7662 (科德韦尔22),又称蓝雪球星云。NGC 7662大约在螣蛇廿二西南面3°以外的位置,距离地球约4,000光年,在业余天文学家之中是一个受欢迎的观测对象。之所以得名为蓝雪球星云,是因为它在望远镜中是一个黯淡的蓝绿色圆形天体,总视星等为9.2。在更高的放大率下,NGC 7662呈稍偏椭圆的环状盘形,颜色向内逐渐加深,中心有一颗视星等为13.2的恒星。星云的总视星等为9.2,大小为20乘130弧秒。
每年11月都会出现放射点位于仙女座的仙女流星群 。此场流星群在11月下旬达致顶峰,但流星频率较低,极值每小时少于2颗。天文学家常把仙女流星群和在19世纪解体的比拉彗星 联系起来,但这种关系是具有争议的。仙女流星群中的流星速度慢,而且分布广,在仙女座周围的星座中也会出现。流星有时以红色火球 形式出现。仙女流星群造就了19世纪最壮观的几场流星群,其中1872年和1885年的流星群达到每秒2颗流星的频率极值(每小时天顶流星数 为10,000,当时的中国天文学家写道:“星陨如雨”。2011年12月3至5日又发生一次大流星群,为1885年来最大,每小时天顶流星数极值为50。此次流星群被认为和1649年掠过太阳的比拉彗星有关联,但所观测到的流星体都和彗星与1846年的解体事件无关。观测者预测,在2018、2023和2036年都将会再次出现大流星群。
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