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M81星系,又名波德星系,是從地球上看到的最明亮的星系之一,位於大熊星座的北端,其尺寸與銀河系大體相當。

1 M81星系 -基本資料

M81星系M81星系

「M81」由許多恆星盤旋而成,藍色部分是星系中最年輕的恆星,而位於中心的橙色區域則是星系中最年老的恆星。M81位於大熊座星系裡,是一個美麗的螺旋星系,也是地球上空肉眼可以看到的最明亮的星系之一。它帶有明亮的核子、龐大的螺旋臂和塵埃帶,這些塵埃帶跟銀河裡的塵埃帶大小差不多。一條明顯的塵埃帶直接從星盤上穿過,在M81星系中心的下面和右方存在另一個螺旋特徵,這說明它曾經歷過無序發展時期。而這種不穩定的塵埃帶,也可能是由其伴星系M82強力吸引力所致。

2 M81星系 -首次發現

1774年12月31日德國天文學家波德(JohannElertBode,1747~1826年)首先發現了M81星系,由於當時人們還不知道河外星系的存在,所以就將它們命名為波德星雲。M81是比較亮的星系,M81的視星等為7.8等,使用小型天文望遠鏡或者質量比較好一點兒的雙筒望遠鏡就可以看見。

3 M81星系 -科學研究

M81星系M81

1993年是螺旋星系M81風光的一年,愛德勒(D.S.Adler)和韋斯福(D.J.Westpfahl)利用新墨西哥州甚大陣(VLA)的精密電波望遠鏡,藉由來自中性氫的電波發射,將M81的旋臂結構描繪出來。他們原本以為旋臂的長相應該平滑均勻,和一般可見光觀測得到的長相一樣,但是事出意外,他們發現有許多折曲,節點和空洞出現在旋臂內,他們並且發現在旋臂之間,也充滿了氣泡狀和塊狀的氫。天文學家相信螺旋星系的整體結構是由不斷旋轉的震波將氣體沿著波前排列所形成的,但是韋斯福認為甚大陣所得到的影像清楚地顯示:一些小尺度的事件,如恆星形成和超新星爆炸,和那些決定星繫結構的大尺度事件一樣重要。

4 M81星系 -位置區域

先找到醒目的北斗七星。可以將北斗七星分為兩部分,斗杓部分是由天樞(大熊座α)、天璇(β)、天璣(γ)和天權(δ)這四顆星組成的,斗柄部分是由玉衡(ε)、開陽(ζ)和搖光(η)另外三顆星組成的。尋找M81時可以從斗杓的天璣開始,將天璣和天樞兩顆星連接起來,再將這條連線延長出去大約相等的距離,M81就在那裡。

5 M81星系 -天文觀測

M81星系M81星系放大圖

利用視場較大的望遠鏡,可以看到這星系M81,它是長形的雲霧狀天體,大致呈「八」字形排列。其中靠南邊一點兒、稍微明亮一點兒的,是M81。M81的中央較亮,外圍包著一層橢圓形的雲霧狀物體。通過口徑6~8厘米的望遠鏡,使用25~30的低倍率物鏡,M81星系可以呈現在你的眼前。

M81是一個典型的非常美麗的旋渦星系,按照星系分類法,它屬於Sb型。它是夜空中最明亮的星系之一。它的大小和銀河系差不多,質量是太陽質量的2500億倍。利用M81內的變星,天文學家定出它的距離為1180萬光年,這是所有已知的河外星系中最精確的距離。通過大型天文望遠鏡可以很清晰地看出它所具有的特徵。M81是一個旋渦星系特徵非常鮮明的星系,它有一個很明亮的核心,那裡聚集了大量的較年老的恆星,有蜿蜒壯觀的旋渦臂,主要由年輕恆星構成,還有綿延的黑暗的塵埃帶。此外,有一條顯著的直線狀塵埃帶從星系核心右下方徑直穿過,暗示著它有一個不平靜的過去。天文學家認為,M81和它附近的星系M82在過去曾經有過近距離接觸,這條特殊的塵埃帶就是兩星系接觸后所殘留下來的遺迹。

6 M81星系 -成果結論

M81星系M81內部結構

愛德勒和韋斯福並且認為,M81的黑暗物質很少,因為M81外圍區域的旋轉速度很低。許多螺旋星系的外圍轉得比預期的快,這表示這個系統看得見的質量只佔整體質量的一小部份。另一個研究暗示,在M81的核心隱藏了一個大質量黑洞。包爾(G.A.Bower)分析1991年哈勃望遠鏡所拍到的照片,他發現恆星大都朝向星系中心聚集,這表示在核心有一個強大的重力源,不斷拉著核心四周的恆星。現在,以修復的哈勃望遠鏡已經可以探測許多星系中心的運動狀況,有關黑洞的確切證據,相信不久的將來自會水落石出。天文學家認為,M81和它附近的星系M82在過去曾經有過近距離接觸,這條特殊的塵埃帶就是兩星系接觸后所殘留下來的遺迹。

7 M81星系 -相關星系

M81星系m81 和 m82 的星系大戰 

被藍色旋臂圍繞著的是星系M81的右邊以大型雲氣和塵埃云為標誌的是M82。

M82的質量大約是500億個太陽質量。它比M81小一點兒,也暗淡一點兒。它的外形很特殊,像一根雪茄,但又有一點兒參差不齊的感覺,是一個側面對著地球的不規則星系。

根據觀測和研究,發現該星系是一個異常活躍的星系,星系內恆星的誕生與死亡以極高的速率頻繁地發生,它的速率大約是銀河系的10倍,造成了M82的混亂外觀。大質量恆星死亡時的超新星爆炸,使M82中心區的物質以高速衝出,形成了狂暴的恆星風。

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