如何使用望远镜自己探索宇宙深空？

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探索深空的乐趣

说实话，城市观测者注定处于劣势。虽然光污染对月亮和明亮的行星几乎没有影响，双星和变星的星光穿透性也很好，但许多深空天体就不那么幸运了。令人难过的事实是，在原始观测条件下亮度足以观察到的大多数星系和弥漫星云那暗淡模糊的结构，最终也会屈服于压倒性的、蛮横的城市灯光。

这是否意味着我们的宇宙之旅只能到此为止？绝对不是！ 虽然城市观测者可能只有逃离当前的环境才能搜寻大多数星系和弥漫星云，但还有其他类型的深空天体在不太理想的条件下也确实可见。 这些天体具有高表面亮度的性质，也是这一性质帮助双星和变星穿透蔓延于城市之上的天空而被我们看到。

深空观测的萌新们判断特定天体在望远镜中是否可见通常是基于天体表单中的视星等。这是一个常见但可以理解的错误，因为我们通常会根据眼睛或望远镜可见的最暗弱恒星来判断天空的黑暗程度。“如果能通过我的望远镜看到视星等为11的恒星，那么我也应该能够看到视星等11的星系”，这想法看起来完全合理。 但即使11等的恒星可见，当我们瞄准星系的时候却依然无处可寻。这到底是怎么回事呢？

问题在于我们传统上表达天体亮度的方式。在约公元前120年由希腊天文学家喜帕恰斯（Hipparchus，旧译依巴谷）创建的视星等系统，最初是设计用来评估裸眼看到的恒星和其他点光源（比如行星）的表观亮度的。望远镜发明后，这一系统显然需要扩展。

现在当天文学家谈论星系或星团的视星等时，他们其实是指天体的整体视星等。换句话说，如果星团可以以某种方式被神奇地凝聚成恒星那样的一个点，则视星等被标为7的球状星团将和7等的恒星一样明亮。 当然，星团并没有凝聚成一个点; 它的光散布在一个可见直径上。 随着光的散布，它的亮度急剧下降，导致天体变得更加昏暗。 因此，视星等为7的星团明显地要比7等的恒星暗淡。

M33（三角星系）是三角座中的大旋涡星系，被许多人认为是秋夜透明度的终极考验。 它以其低表面亮度（天空中单位面积的发光度）而闻名，许多业余爱好者花了很长时间寻找它，却一无所获。 除非天空绝对完美，否则只用眼睛观测M33是个不可能的任务。 事实上，用双筒望远镜透过轻度光污染的郊区天空找到它就足够有挑战性了。 问题是M33很大...它太大了，虽然视星等有6.3，但它的光覆盖了相当于两个满月连起来的面积，这使得M33表面亮度非常低。许多寻找它的人都是在搜索中毫不知情就越过去了。 无论是用肉眼、双筒还是望远镜，看到它的窍门是使用余光视角在该区域缓慢扫视。

Paolo Candy

那么，如果我们无法用视星等来判断能否通过望远镜看到深空天体，还能用什么呢？大多数经验丰富的深空观测者更喜欢用天体表面亮度。 表面亮度是指天体在其区域上显现的亮度。 视星等与表面亮度之间明显差异的一个很好的例子就是三角座中的旋涡星系M33（三角星系）。 看一下几乎任何一个参考资料，你会发现它被标为视星等5.7。 这听起来好像应该是个容易观测的目标，但是找起来就找不到了。 那是因为M33在我们的天空里看起来比满月还大，它的光线散布在这一宽阔区域上会导致其表面亮度下降好几个星等。 难怪这么多人花费如此艰辛的时间寻找这个星系！

因此，在能够逃离城市前往黑暗的乡村观测地点前，城市的深空观测者应该专注于高表面亮度的天体，先不要寻找别的目标。

每种类型的深空天体——星团、星云和星系——至少都有几个能够穿透光污染帷幕的例子。 然而一般来说，星系和明亮的星云受到的影响最大。 另一方面，许多疏散星团、球状星团和行星状星云具有相对较高的表面亮度，这使其成为穿透光污染的可选观测目标。

M11（野鸭星团），位于盾牌座的疏散星团，是双筒或望远镜观测的重点目标。 M11附近是美国天文学家E.E.巴纳德称为“银河之宝”的盾牌座恒星云的一部分。

Adam Stuart

星团

在判断一个特定的疏散星团是否可以从城市环境中观测的时候，不仅要考虑其整体视星等，还要考虑其最亮恒星的视星等以及它们的密集度。例如M11，盾牌座中的野鸭星团，整体视星等为6.3。 虽然M11中的一颗恒星视星等约为8，但绝大多数要比它暗3到6个星等。 然而它们紧密地集中在一起，使其光线汇聚成高的表面亮度。其他具有高表面亮度的疏散星团包括NGC 869和884（英仙座的双星团）、昴星团（M45，金牛座）、M36（御夫座）、M44（巨蟹座的蜂巢星团）、M6（天蝎座的蝴蝶星团）和M7（天蝎座）。

像疏散星团M11一样，球状星团中的各个恒星都相当微弱。但是由于其中有很多恒星——估计一个球状星团中有十万至一百万的恒星——它们组合起来会产生高表面亮度。 再次声明，表面亮度取决于恒星的数量以及它们的紧密程度。 例如武仙座的球状星团M13（武仙座大星团）的视星等为5.8，尽管它的恒星视星等没有高于11等的。 把它与人马座的M55比较， M55整体测量的视星等为6.3，只比M13暗半个星等，但是由于它的恒星比M13松散得多，M55在光污染中是一个挑战性高得多的观测对象。

这张球状星团M13的照片拍摄于旧金山湾区，使用Meade Pictor 1616XTE CCD相机和Meade LX200 8英寸经典（焦比降至f / 6.3）望远镜。 Meade 616A色环和201XT自动导星仪同时用于拍摄LRGB图像（三次L通道60秒曝光、三次红色60秒曝光、三次绿色60秒曝光、三次蓝色60秒曝光的组合）。

Glenn Spiegelman

球状星团的密集程度分为1至12级，较低的数字表示较高的恒星密集度。 1级球状星团挤压在一起，而12级球状星团的结构相当松散。 在这一衡量标准下，M55评级为11，这使它成为梅西耶天体表中最不密集的球状星团。 相比之下，同样在人马座的M75极其致密，被评为1级。M13是处于中等的5级。

像独立的恒星一样，星团的光遍布整个可见光谱，从红色到紫色以及之间的所有点; 但球状星团往往更偏红，疏散星团则更偏蓝。 因此，宽带光污染滤镜可以抑制许多路灯和建筑物灯光所集中释放的橙黄色波长，从而有效地增加疏散星团与周围天空之间的对比度。 虽然这些滤镜不能让一个原本看不见的天体突然出现，但是通过使周围的天空变暗，它们将有助于改善观测效果。

M27，哑铃星云，是查尔斯·梅西耶发现的第一个行星状星云，位于狐狸座。 菲利普·塞法里（Filippo Ciferri）在罗马拍摄。

行星状星云

行星状星云是围绕着年老恒星的膨胀的气体外壳，也具有高表面亮度。 行星状星云的典型外观像小圆盘，通常宽度只有几角分或更小。由于膨胀气体被其前身恒星加热，行星状星云经常发出绿色或蓝色的色调，这是其气体被激发出荧光的结果。尽管行星状星云很小，但独特的颜色使我们通常很容易从一片恒星区域中把它识别出来。

为了使行星状星云更加明显，许多观测者采用窄带星云滤镜。除了那些迷人天体放射出大部分可见光波段能量所对应的特定波长之外，这些滤镜能抑制其他所有波长的光线。 然而许多观测者并不是将滤镜旋入目镜中使用，而是更喜欢将它们捏在两指之间，在眼睛和目镜之间的位置交替使用滤镜，寻找有挑战性的行星状星云。 来回快速地使用滤镜更容易发现星云，因为滤镜把恒星变暗的程度比星云更大。 这种方法有时被称为“进出技巧”或“闪烁技巧”，效果拔群。

技巧

除了滤镜，建议城市观测者在寻找不管哪种类型的深空天体时使用一下本篇中讲的每一招。首先，在寻找暗弱天体之前，请确保有足够的时间让眼睛适应黑暗。 大多数人的眼睛在大约20到30分钟内实现部分黑暗适应，完全适应过程可能需要一个小时或更长的时间。 计划一下你的夜晚观测流程，先看较亮的天体。要等待至少一个小时再开始搜索刚刚在可见边缘的暗弱“毛球”。 还要记住，午夜之后天空通常比之前更暗。

然后，深吸一口气，慢下来！因为一个目标没有立即显现并不代表在几分钟的专注搜索后仍不会出现。 如果观测中眼睛疲劳，就远离目镜，短暂休息后重新开始搜寻。

这就引出了下一个问题：任何不适都会减弱你的注意力，并在你的眼睛和大脑之间引入“噪音”。没有什么比弯着腰看目镜更不舒服了。 许多观测者会坐在椅子和凳子上看目镜。

如果一个暗弱的天体仍然不可见，则使用余光视角（即看向目标的某一侧）。这样，它微弱的光线将落在眼睛视网膜上更敏感的部位。 通常这技巧能管用，但有些对象仍然拒绝展现自己。 在这种情况下，尽可能好地对准天体应在的坐标，轻轻拍击望远镜的一侧。 通常，如果视场从一边到另一边非常轻柔地晃动，处于可见边缘的目标实际上是能暴露自己的。 拍击必须温柔，能轻轻地晃动望远镜就够了。

（未完待续）

http://www.astronomy.com/observing/get-to-know-the-night-sky/2006/12/explore-deep-sky-delights

作者：Phil Harrington

翻译：马明阳

校译：王克义

编排：邱煜欣

责任编辑：解仁江

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