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大小麥雲
（2006年02月27日 19:44:29）
來源︰《太空探索》
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□作者: 溫學詩
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本期我們給大家介紹一對非常著名的深空天體——大小麥雲，即大麥哲倫雲和小麥哲倫雲。大小麥雲名字叫雲，事實上它們並不是氣體星雲，而是一對河外星系，一對不規則的河外星系，一對距離我們銀河系最近的河外星系。
大小麥雲在哪里？
大小麥雲都在南半天球距離南天極大約20°左右的地方。大麥雲位于劍魚座與山案座兩個星座的交界處，跨越了兩個星座，佔據了8°×7°的天區，相當于 200多個滿月的視面積。小麥雲位于杜鵑座，佔據了4°×2°的天區，相當于30個滿月的視面積。大麥雲和小麥雲之間相距大約20°。在南半球看大小麥雲，一年四季，它們都高高地懸掛在南天天頂附近，爭相輝映，從不會落到地平線以下。就像我們在北半球看北斗七星永遠不會落到地平線以下一樣。它們是南天的一對瑰寶。可惜的是在北半球大部分地區都看不見它們，在我國南沙群島一帶，也只能在非常接近南方地平線的地方尋找到它們。
大小麥雲是以16世紀葡萄牙著名航海家麥哲倫的名字命名的。1519年9月20日，麥哲倫在西班牙國王的支持下，率領一支200多人的船隊，從西班牙的一個港口出發，開始了人類歷史上第一次環繞地球的航行。1520年10月份，麥哲倫帶領船隊沿巴西海岸南下時，每天晚上抬頭就能看到天頂附近有兩個視面積很大的、十分明亮的雲霧狀天體。麥哲倫注意到這兩個非同一般的天體，並把它們詳細地記錄在自己的航海日記中。麥哲倫本人後來航行到菲律賓時被一個小島上的土著居民殺害了，但是他的18名部下在歷經了千難萬險、經過幾乎整整3年之後，終于在1522年9月6日回到了西班牙，完成了這次環繞地球航行的壯舉。為了紀念麥哲倫的偉大功績，後人就用他的名字命名了南天這兩個最醒目的雲霧狀天體，稱之為大麥哲倫雲和小麥哲倫雲，因為當時人們還不知道它們實際上是兩個河外星系。
兩個典型的不規則星系
河外星系是類似于我們銀河系的龐大天體系統，由于它們距離地球都很遙遠，所以看上去都很暗，絕大多數河外星系都要透過天文望遠鏡才能看到。除了太陽以外，恆星看起來都只是一個小光點，透過大型天文望遠鏡也不可能看出它們的任何結構。星系則不同，每個星系都有各自的形態。根據星系的不同形態，天文學家將星系分為三大類︰旋渦星系、橢圓星系和不規則星系。旋渦星系有一個明顯的核心和圍繞核心的旋臂結構，橢圓星系有一個圓盤狀結構。而不規則星系根本沒有一定的形狀，它們是河外星系中最少的一種。大小麥雲就是不規則星系中的兩個典型的代表。
大麥雲距離我們16萬光年，小麥雲距離我們19萬光年。在廣漠無垠的宇宙中，和我們相距幾百萬光年的河外星系就算很近的了，例如北半球唯一一個肉眼能見的河外星系是仙女座大星雲，它距離我們220萬光年。哈勃空間望遠鏡拍到的距離我們最遠的河外星系是150億光年。大小麥雲確實可以算是我們銀河系一衣帶水的近鄰了。事實上，它們和銀河系一起組成了一個三重星系。在這個三重星系中，銀河系的質量約為1400億個太陽質量，大麥雲的質量約為100億個太陽質量，小麥雲的質量約為20億個太陽質量。大小麥雲都比銀河系小得多，因此，大小麥雲是銀河系的兩個伴星系。
近年來，天文學家通過對大小麥雲的射電觀測，發現了存在于銀河系與大小麥雲之間的一個奇妙現象。大小麥雲中都有大量的星際氣體，在這兩個星系外面還有一個共同的很大的氣體層包圍著它們。從這個氣體包層中流出的氣體一直流向銀河系，形成了連接銀河系與兩個麥哲倫雲的“氣體橋”。顯然，這座氣體橋是銀河系的強大潮汐力把氣體從大小麥雲中拉出來而形成的。如果這樣的物質交流長期繼續下去，幾十億年以後，大小麥雲會不會闖入銀河系與我們的銀河系合並成為一個星系呢？天文學家會繼續關注這個問題。
大麥雲中的明珠
——超新星1987A
1987年2月23日晚，天文學家發現在大麥雲中出現了一顆超新星，命名為超新星1987A。這是人類發明了天文望遠鏡以後近400年來出現的最亮的一顆超新星，肉眼可見，引起了天文界的極大重視。天文學家們在各個波段對它進行了長期的監測，獲得了許多十分寶貴的信息，證明了恆星演化理論的一些基本預言，同時也發現了一些始料未及的新問題。例如，天文學家接收到超新星1987A爆發時產生的中微子, 這是人類首次觀測到來自超新星爆發的中微子，而理論研究表明, 超新星爆發時會有較強的引力波發生, 卻沒有觀測到，可能是因為目前地球實驗室中的引力波探測器的靈敏度不夠，還不能察覺它們。
超新星爆發是大質量恆星演化晚期的一個特殊的極其短暫的階段，它總是在人們不知不覺的時候突然發生，無法預測。爆發前的恆星很暗，爆發時，亮度一下子增加幾千萬倍甚至幾億倍。經過超新星爆發以後，這顆恆星也就可以算是壽終正寢了。它會變成一個中子星或者是一個黑洞，這決定于它本身的質量。一般大質量恆星爆發後會變成中子星，特大質量恆星爆發後會變成黑洞。超新星爆發是天文學家研究恆星晚期演化的最好的活樣本。人們迫切期待著能在近期內看到我們銀河系內的超新星爆發，以便能夠揭開更多的宇宙之謎。
除了超新星1987A之外，天文學家在大小麥雲中還發現了許多與銀河系中相同的天體，有像太陽一樣的普通恆星，有巨星、超巨星，有致密的中子星，有各種各樣的變星，僅造父變星在大麥哲倫雲中就發現了約600顆。另外還發現大麥雲像銀河系一樣也發出射電和X射線輻射。
大麥雲中還有一個非常引人注目的天體︰劍魚30。它是一個發射星雲，是被一群恆星照射而發光的。由于它的形狀像蜘蛛，因此俗稱蜘蛛狀星雲。它是迄今為止天文學家所觀測到的最大的發射星雲，直徑達1630光年。著名的獵戶座大星雲M42也是一個發射星雲，直徑僅僅16光年。劍魚30星雲的直徑是獵戶座大星雲直徑的100多倍。獵戶座大星雲距離我們1600光年，如果把劍魚30放到獵戶座大星雲的位置上，那麼它將會亮得在大白天里也能被我們看見。
大小麥雲是天文學家觀測研究河外星系的理想的天然實驗室。天文學家對大小麥雲十分青睞，他們會繼續關注大小麥雲，還會通過大小麥雲獲得有關星系的更多的寶貴信息。
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文章作者:溫學詩
責任編輯:skylook
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