探秘沙普利斯亮星云表：穿越銀河系星云的奇妙之旅

作者|王思亮

審核|鄭成卓

編輯|趙經(jīng)遠

浩瀚星海中，星云是最令人著迷的天體之一。它們既是恒星的誕生地，是宇宙中化學元素的活躍展現(xiàn)，其絢麗多彩的形態(tài)和神秘莫測的性質(zhì)吸引著無數(shù)天文學家和天文愛好者的目光。沙普利斯亮星云表（Sharpless Catalog）作為一個涵蓋許多重要星云的星表，為我們揭示了銀河系中眾多令人驚嘆的星云區(qū)域，是記錄這些宇宙奇觀的重要資料。

象鼻星云Sh 2-131（作者攝）

一、起源與發(fā)展

1953年，美國天文學家斯圖爾特·沙普利斯（Stewart Sharpless）利用帕洛馬巡天項目（POSS）的圖像，對銀河系中的電離氫區(qū)（即H II區(qū)）進行了廣泛的調(diào)查和編目。H II區(qū)是由年輕的、高溫的恒星激發(fā)周圍氣體而形成的星云，通常是恒星誕生的溫床?；谶@項工作，沙普利斯在1953年發(fā)布了沙普利斯亮星云表的第一版，包含了142個天體。隨后在1959年，他又發(fā)布了第二版也是最終版，收錄了313個天體。這份星云表盡可能全面地涵蓋赤緯-27°以北的H II區(qū)，盡管其中也包含了一些更南的星云。在參考資料8中可以瀏覽完整的沙普利斯星云圖像。

美國天文學家斯圖爾特·沙普利斯。圖像來源：Rochester Review, 29, 7 (1966)

沙普利斯亮星云表中的坐標是基于波恩星表（Bonner Durchmusterung）和科爾多瓦星表（Cordoba Durchmusterung）確定的，但第二版坐標的歷元被調(diào)整到了1900年。在第二版中，一些南天星區(qū)的坐標存在超過1角分的不確定性。因此，后來發(fā)布了BFS（Blitz, Fich and Stark）修訂版星表，增加了65個新區(qū)域，同時移除了約20個天體。

Sh 2-190包含心臟星云IC 1805和魚頭星云NGC 896（作者攝）

二、內(nèi)容、特點與意義

沙普利斯對“H II區(qū)”這一術語采用了非常廣泛的定義，導致將一些行星狀星云、超新星遺跡以及反射星云也包括在內(nèi)。在他的星表中，沙普利斯根據(jù)多個參數(shù)對H II區(qū)進行了分類，例如直徑、形態(tài)（圓形、橢圓形、不規(guī)則）、結構（無定形/線狀）、亮度以及與之相關的恒星。論文中還分析了H II區(qū)的分布，并使用這些區(qū)域來確定銀道面的方向。除了真正的H II區(qū)外，該星表中還有一些被“錯誤分類”的天體，如反射星云（常與H II發(fā)射星云相關）、大型行星狀星云、超新星遺跡、沃爾夫-拉葉泡（如海豚星云Sh 2-308）以及兩個馬費伊星系。

超新星遺跡面紗星云Sh 2-103（作者攝）

沙普利斯亮星云表也收錄了其他著名星表[例如梅西葉星表（M）、星云星團新總表及其補表（NGC和IC）以及RCW星表等]中已經(jīng)存在的部分天體，其中包括天文愛好者熟知的許多星云，包括梅西葉星表中的經(jīng)典天體[如M17天鵝星云（Sh 2-45）和M42獵戶座大星云（Sh 2-281）]，以及著名的NGC天體[如NGC 6960和NGC 6992組成的面紗星云（Sh 2-103，上圖）、NGC 1499加利福尼亞星云（Sh 2-220）]。當然，該星表中也有很多此前未被編目過的天體，如巴納德環(huán)Sh 2-276（在獵戶座方向，可以算是該星表中最著名的天體之一），以及名稱類似但面積更大的波江座環(huán)Sh 2-245等。

雖然沙普利斯亮星云表收錄的主要是北天的天體，但為了全面了解銀河系內(nèi)的星云，天文學家也創(chuàng)建了覆蓋南天的類似星表，譬如與之同時代的RCW星表和Gum星表。RCW星表是由澳大利亞天文學家亞歷克斯·羅杰斯（Alexander Rodgers）、科林·坎貝爾（Colin Campbell）和約翰·懷特奧克（John Whiteoak）于1960年出版的，主要覆蓋南天，是對科林·岡姆早期星表的擴展。沙普利斯亮星云表中的一些星云也出現(xiàn)在RCW星表中，且有不少相互重疊——沙普利斯亮星云表中至少有50個天體也出現(xiàn)在RCW星表中。RCW星表中有許多著名的南天星云，如RCW 53船底座大星云（下圖）。Gum星云表使用頻率較少，但是其中的Gum 12（通常稱為古姆星云）作為天空中最大的發(fā)射星云十分出名，它位于船帆座和船尾座方向，跨度約為36°（其占據(jù)的天區(qū)與船帆座超新星遺跡有重疊），相當于72個滿月的寬度！

RCW 53船底座大星云（作者攝）

沙普利斯亮星云表的重要性不僅體現(xiàn)在它為天文學家提供了一個系統(tǒng)的星云清單，更在于它為恒星形成區(qū)的研究提供了寶貴的數(shù)據(jù)。這些星云是恒星誕生的搖籃，為我們理解恒星的生命周期、銀河系的結構和演化以及星際介質(zhì)的物理化學性質(zhì)等至關重要。

三、業(yè)余觀測

對于天文攝影愛好者而言，即使處于較強的光污染環(huán)境中，沙普利斯亮星云表仍是一個相當完美的星云攝影清單。許多資深的深空攝影師都開始逐一拍攝沙普利斯星云，產(chǎn)出一幅幅哈勃色的星云大作。使用3nm帶寬的SHO窄帶濾鏡，即使在強烈月光和城市光污染的干擾下，這些星云也仍有著十分高的透過率和對比度。不過，沙普利斯亮星云表中的天體大小差異很大，有些天體如天津一星云Sh 2-109，跨度超過1000角分，而另一些天體則只有幾角分。這意味著無論你使用什么設備，無論你的望遠鏡和成像傳感器CCD相機多大，你總能找到適合自己設備的天體。不過這也意味著，如果你希望拍攝許多沙普利斯亮星云表中的天體，你將需要一系列不同的設備。最小的目標可能需要焦距超過1000mm的大型望遠鏡，而較大的目標則可能需要非常短焦距的相機鏡頭等設備。

超新星遺跡Sh 2-105眉月星云及其周邊的部分天鵝座廣域星云（作者攝）

對于熱衷目視的天文愛好者來說，沙普利斯亮星云表也是一個寶庫，其挑戰(zhàn)樂趣和難度遠超過梅西葉星表和科德韋爾星表。雖然沙普利斯亮星云表包括了許多梅西葉天體和NGC/IC天體，但其中也包含了很多其他星表未覆蓋的天體，尤其是低激發(fā)的大型H II云，這些目標面積巨大，因而適合用小型望遠鏡進行觀測，巴納德環(huán)Sh 2-276甚至通過OIII濾鏡就可以裸眼觀察。不過，其中許多星云對于目視觀測者來說存在一定難度。與CCD觀測者可以使用H α濾鏡不同，我們的眼睛對紅色H α發(fā)射線的敏感度非常低，這一發(fā)射線主要通過對紅色敏感的部分視錐細胞探測到，但這些視錐細胞的暗適應能力遠低于對綠色敏感的桿狀細胞，因此我們必須依賴O III發(fā)射線（496nm和501nm）以及H β發(fā)射線（486nm），可以使用O III濾鏡或覆蓋O III和H β發(fā)射線的窄帶UHC濾鏡；對于該星表中低激發(fā)的天體，O III發(fā)射線的強度較弱，它們的最佳觀測波段通常是H β波段，對于這些天體則推薦使用H β濾鏡。但即使配備了適當?shù)臑V鏡，許多沙普利斯天體仍然因為亮度較低、面積較大且對比度較低而難以進行目視觀測，對這些天體的目視觀測往往需要在黑暗、透明的天空環(huán)境下進行。不過，近年來在業(yè)余天文圈中興起的夜視儀玩法逐漸抹平了這些目視的溝壑，尤其是使用F1-2.8的大口徑長焦攝影快鏡頭搭配H α+O III雙窄帶濾鏡，三代以上的夜視儀顯像管中就可以實時顯示出這些星云十分細致的細節(jié)，沉浸體驗感十足。

夜視儀目鏡后拍攝星云，涉及13個沙普利斯星云（作者攝）

沙普利斯亮星云表不僅是天文學研究的重要工具，也為天文愛好者提供了豐富的探索資源。它通過系統(tǒng)地記錄和分類銀河系中的H II區(qū)及相關天體，推動了恒星形成和星際介質(zhì)的研究，并且在業(yè)余天文領域成為了一個充滿挑戰(zhàn)與魅力的觀察和拍攝清單。未來，對這些星云的認識將更加全面和深入，沙普利斯亮星云表也將繼續(xù)在天文學的發(fā)展歷程中熠熠生輝。

參考資料

1、Sharpless catalog，Wikipedia，https://en.wikipedia.org/wiki/Sharpless_catalog

2、Stewart Sharpless，A Catalogue of H II Regions，Astrophysical Journal Supplement，1959，Vol. 4，P.257-279

3、sharpless HII regions，Telescopes and Deep Sky by Reiner Vogel，https://www.reinervogel.net/index_e.html?/Sharpless/Sharpless_e.html

4、Reiner Vogel，The Sharpless Observing Guide，2012，https://www.reinervogel.net/pdf/Sharpless.pdf

5、Sharpless Catalogue Observers Guide，Astronomy, Astrophotography and Telescope Blog，http://astro.neutral.org/astronomy_blog/blog/item/2010/08/sharpless-catalogue-observers-guide

6、Sharpless HII Regions，Adventures in Deep Space，https://adventuresindeepspace.com/sharp.htm

7、Alan Goldstein，Gum Nebula，Astronomy，https://www.astronomy.com/science/gum-nebula/

8、The Sharpless Catalog，Galaxy Map，http://galaxymap.org/cat/list/sharpless/1

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