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雪茄星系（2014年发现的不规则星系）

次浏览 | 更新时间：2023-05-16

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雪茄星系

2014年发现的不规则星系

雪茄星系（也称为梅西耶82，NGC 3034，梅西耶M82或M82）是距离约1200万光年远，位于大熊座，属于M81星系团的星暴星系。它的亮度大约是整个银河系的5倍，中心更比我们银河系中心亮100倍。星暴活动被认为是与邻近的梅西耶M81交互作用所引起的。作为最接近我们的星暴星系，M82是这类型星系最典型的例子。SN 2014J，一颗Ia型超新星，是2014年1月21日在这个星系内发现的超新星。在2014年，研究M82的科学家发现已知最明亮的脉冲星，命名为M82 X-2。

基本信息

中文名	雪茄星系
外文名	M 82/NGC 3034
最早发现时间	2014年1月21日
分类	不规则星系
视星等	约+8.40
赤经	09h55m52.2s
赤纬	+69°40′47″
距地距离	约1200万光年

收起

名称由来

雪茄星系

科学家采用红外线光学技术进行观测时，“M82”就呈现出雪茄模样，故有“雪茄”星系之雅称。采用X光技术进行观测时，则呈现出另一种图像。

星系特征

观测表明，它是大质量年轻恒星的‘温床’，斯皮策（Spizer）空间望远镜拍摄到它的红外像，第一次揭示出这些恒星的‘大火’周围有‘烟雾’。“雪茄星系”正经历中年时代活跃的恒星形成期。

概述图右边就是M82的红外‘假彩像’，跟左侧的可见光像对比，可以看到，侧对着我们的（蓝白色）不规则形星系M82的主要部分，在其上、下的云（红色）形如蝴蝶的飞翅，这比其它星系周围见到的云都亮，是以前未曾见到的，说明该星系抛出了大量尘埃，尘埃成分可能类似于汽车排放的物质——芳香族碳氢聚合物。在星系中，恒星的燃烧反应产物抛射到星际空间。M82的尘烟可真大，‘吹’到星系主面两旁20000光年，远远超出恒星所在范围。

曾观测到M82向外投射的两个锥形热气体云，而今斯皮策太空望远镜又揭示抛出的尘云。M82正经历中年时代活跃的恒星形成期，在它的核心区发生最激烈的暴发式恒星形成。

银河系是比较安稳的地方，恒星的产生和衰亡过程进行得较平缓，尘埃主要集中在银道面附近。

M82的远红外波段观测发现其光度超过太阳300亿倍，这是厚厚尘埃被恒星加热的结果，暗示一个新生炽热大质量恒星聚集区域的存在。

与类似银河系的正常漩涡星系相比，M82恒星形成活动的强度大了约400倍，相应的，其气体消耗速率远高于银河系。

发现的超新星

M82与M81、NGC 3077等星系处于同一个系统，通过弥漫的氢云相连，整个系统都存在丰富气体，但只有M82处于剧烈星暴状态。M82与其临近的大星系M81相互作用，是造成M82一切骚乱的原因。

观测

用6英寸(15厘米)或更大的望远镜能够看到，有一个奇特的垂直尘埃带切过它的核。它的星等是+9.3等，赤经09h56.2m，赤纬+69°24′，视大小11X5。M81 距离地球1400万光年。

双星

M82星系与它的近邻星系M81是一对物理双星（可在北半球观测到），它是II型不规则星系的原型，即一个不规则的“圆盘”。其核心区因为与M81星系的密近会合而发生着戏剧性的变化--正在经历一场激烈的星爆并展现出其壮观的暗带。这些狂暴的外爆气体流也是强烈的射频源，Henbury Brown于1953年发现他们，它起初被命名为大熊座A（Ursa Major A，大熊座中最强的射频源），并作为3C 231收入剑桥射电源第三星表。

红外

在红外波段，M82是天空中最明亮的星系，这就是所谓的红外超现象（波在红外波段的亮度远强于可见光波段）。这种现象同样可在星系M51、NGC5195以及NGC 5128（人马座A）中观测到。正如John Mallas所描述的那样，它看起来就像一条银色带。

构造

M82在之前被认为是一个不规则星系，但在2005年以近红外线的观察发现他有对称的两条螺旋臂。这些螺旋臂是从近红外线的影像中，减除轴对称指数函数盘面才检测出来的。即使是从近红外线的影像中检测出螺旋臂，它们依然跛盘面更偏蓝。由于M82盘面的高面亮度，我们又以高倾角的侧面（〜80°）观察，因此螺旋臂就被错过了，再加上在可见光影像中错综复杂的丝状尘埃结构，使得螺旋臂显得模糊而未被看见。这两条螺旋臂由近红外影像的棒的两端可以追寻到3个星系盘的长度大小。假定M82的北端离我们较近，大部分的文献一样，观察到的旋转方向暗示悬臂是落后的。

星暴区域

在2005年，哈勃太空望远镜显示在星暴核心偶197个年应的大质量星团。这些星团的平均质量大约是200,000太阳质量，因此星暴核心是充满活力的高密度环境。整个星系的中心，年轻恒星正以远超过我们整个银河系10倍的速率在诞生。

核心

在M82的核心，活跃的星暴区域直径过500秒差距。以可见光的波长在这个区域检测出4个高面亮度区域或丛集（标示为A、C、D和E），这些丛集屡屡对应于已知的X射线、红外线、和电波。因此，它们被认为是从我们的角度最不被遮挡的星暴群集。M82独特的双极流（或超级星风）似乎集中在丛集A和C，以及由在丛集中频率为每10年发生一次的超新星释放出来的能量所驱动。

钱德拉太空望远镜侦测到的X射线辐射波动，排放自距离M82中心约600光年的位置。天文学家们大胆的假设这个波动的排放来自中等质量黑洞，其质量大约在200〜500太阳质量之间。像多数的星系一样，M82是个超大质量黑洞的宿主星系，以恒星动力学测量，在它中心的黑洞质量估计是3 x 10太阳质量。

未知的天体

在2010年4月，曼彻斯特大学在卓瑞尔河岸天文台工作的天文学家报告在M82有未知的天体。这个天体开始发出无线电波，但是它排放的方式与之前在宇宙中任何其它地方曾见过的模式都不同。关于这个未知天体的性质有好几种理论，但没有一个能与观测的资料完全吻合。它曾经被认为是个不寻常的"微类星体"，有着非常高的无线电亮度与低的X射线亮度，而且相当稳定，它可能与低X射线亮度的星系微类星体SS 433类似。然而，所有已知的微类星体都产生大量的X射线，而该天体的X射线通量在阈值之下。这个天体与M82的中心有好几弧秒的距离，不太可能与黑洞相关联。它有着明显的超光速，相对于星系中心是光速的4倍。在超大质量黑洞，视超光速运动与相对论性喷流是一致的，并不表示它的来源本身的移动超过光速。

M81触发星暴

邻近的螺旋星系M81在小望远镜下呈现配对的突起，M82正受到这个体积更大的邻居影响。由引力造成的潮汐力使这个星系变形，这个过程大约开始于一亿年前。这种交互作用使恒星形成的速率是"正常"星系的10倍。

最近，M82至少经历了一次的潮汐遭遇，M81导致大量气体在2亿年前注入到星系的核心。最接近的一次遭遇大约发生在2–5×10年前，和导致集中的爆发与星团年龄相对应的峰值标志分布。这次星暴开始于5,000万年前，以每年10M⊙的速率进行。两个后续的星暴，最后一次（4-6百万年前）可能形成在核心的星团，包括超星团（super star clusters，SSCs）和较轻的伙伴。

低表面亮度星系

奇怪的是，在M82盘面上的恒星似乎是在5亿年前爆发出来的，离开盘面到处都是数百个性质类似球状星团的丛集（较年轻），但在1亿年前离开这个星系星暴中心的迷人之处就不再有恒星形成，在10亿年前星系晕的恒星形成率就很低。解释这种特性的建议是M82在与它巨大的邻居产交互作用触发星暴之前，是一个低表面亮度星系。

忽略它们各自与我们在距离上的任何差异，M81和M82的中心在视觉上相隔约130,000光年，确实的分离是300+300−200kly。

2014年的超新星

在2014年1月21日19.20 UT，伦敦大学学院伦敦大学天文台的的训练天文台，由史蒂夫·福西博士指导的一组4位学生，在M82发现一颗 +11.7等恒星。在1月23日，它的视星等升高至 +10.9等。检查稍早时对M82的观测，发现这颗超新星在1月15、16、17、19、20、和22日都已经存在，光度从 +14.4等到 +11.3等，但在1月14日极限星等 +17等的资料中却毫无踪影。最初建议它可能成为达到 +8.5等，进入双筒望远镜和小望远镜都能看见的范围内，但它在2014年1月31日就达到峰值，实际上只是较为黯淡的 +10.5等。初步分析将它的分类为一颗"年轻、偏红的Ia超新星"。国际屯学联合会给予的名称是SN 2014J。SN 2014J是近几十年来最靠近地球的超新星之一。SN 1993J是距离相似的一颗超新星，在与它邻近的巨大星系M81出现，在大麦哲伦星系的SN 1987A则更为接近。SN 2014J是继SN 1972E之后，最接近地球的Ia 超新星。

发现

最近，“哈勃”在M82中发现了百余颗新生的球状星团，估计它们的生成与M82、M81两星系的密近会合有着直接的关系。据推测，最近的一次潮汐引力相互作用发成在过去5千万到几亿年间：STScI的最拟和值为6亿年前，至此以后长达亿年之久的强相互作用事件拉开了帷幕。

作为M81星系群中的一员，M82与之相隔1200万光年。

M82与M81一起于1774年12月31日由Johann Elert Bode发现，在其星表中编号为No. 18；他描述M82为“暗淡的光斑”、“苍白的长条形”、与M81相隔0.75度。1779年8月Pierre Méchain重新发现了这两个“暗淡的光斑”--M81、M82星系，并将其观测结果汇报给梅西耶，后者在1781年2月9日完成了两个星系的位置测量后，将它们收入星表。

M82在梅西耶星体中属于少数几个同时被Herschel编号的天体，在威廉姆·赫歇耳公布于1802年9月30日的一份观测报告中它的编号为H IV.79（通常赫歇耳会尽量避免编录梅西耶天体）。

William Parsons伯爵三世（Rosse家族的第三代传人）是第一个指出M82中心区具有暗尘带以及可见光斑的天文学家。

Halton Arp在他的特殊星系表中将M82编号为No. 337。

Lebofsky、Rieke以及Kailey报告在M82中观测到了超新星1986D，这在Kenneth Glyn Jones的书中有所提及。但这次“超新星”事件被证明是一次误报。实际上，一个变化微小的2微米波长红外源是这次错误的元凶。

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