莫尔豪斯暗环:天文摄影技术下的神秘天体发现

摘要:在19世纪后期,天文摄影领域迎来了具有变革性意义的长曝光技术的兴起。其中,干版的应用成为推动这一技术发展的关键因素。干版通过在其表面增添感光性的乳剂涂层,成功地克服了早期天文摄影中的诸多难题。这一改进显著缩短了曝光所需的时间,使得在有限的观测时段内能够获取更为

在19世纪后期,天文摄影领域迎来了具有变革性意义的长曝光技术的兴起。其中,干版的应用成为推动这一技术发展的关键因素。干版通过在其表面增添感光性的乳剂涂层,成功地克服了早期天文摄影中的诸多难题。这一改进显著缩短了曝光所需的时间,使得在有限的观测时段内能够获取更为充足的光线信息。同时,其大大提升了成像的清晰度,为天文学家们呈现出前所未有的夜空细节。在拍摄星云中的微弱结构以及遥远天体的特征时,干版的应用使得这些原本模糊不清甚至难以察觉的目标能够以相对清晰的影像呈现出来。1881年,法国发明家奥古斯特和路易·卢米埃尔兄弟对干板进行的进一步优化,进一步提升了其便捷性和稳定性,从而为后续更为深入和广泛的天文观测与研究奠定了坚实的技术基础,极大地拓展了天文学研究的视野,让更多原本隐匿于宇宙深处、超出肉眼观测极限的天体特征逐渐走进人类的认知范畴。

1910年,美国天文学家丹尼尔·沃尔特·莫尔豪斯将目光聚焦于北美星云(ngc7000),并利用SigmaLumière干版开展了长时间的曝光拍摄工作。在对拍摄结果进行检视时,他注意到这片星云区域呈现出极为复杂和多样的结构,其中包含了众多明亮星云与黑暗星云相互交织的区域。在冲洗底片过程中,出现了大量具有该品牌底片特征性的斑点,这一现象在当时已为天文学家们所熟知,并未引起过多的诧异。然而,位于“圣劳伦斯河地区”北部的一个独特暗环结构却成功吸引了莫尔豪斯的高度关注。这个暗环在底片上呈现出明显的、因恒星缺失而形成的环状轮廓。莫尔豪斯凭借其敏锐的观测能力和专业素养,迅速意识到这一结构的特殊性,并通过后续拍摄的第二张照片对该暗环结构进行了进一步的验证,初步确定了其在星云中的存在与特征,为后续对这一神秘暗环的深入研究拉开了序幕。

在经历了一段时间的沉寂后,1926年,时任爱荷华州得梅因德雷克大学校长的莫尔豪斯重拾对该天体的研究热情。在TheodoreG.Mehlin和RichardS.Zug的协助下,他们借助德雷克天文台的8.25英寸折射望远镜,经过连续两个晚上、累计长达近10个小时的曝光拍摄,再次成功捕捉到了这个黑暗光环的影像。通过对此次拍摄底片的细致检查与分析,莫尔豪斯更加确信这个结构属于一种黑色星云的环。他进一步指出,该暗环在形态上与天琴座的环状星云存在相似之处,但其规模却远超后者,这一发现为研究此类天体结构的多样性和形成机制提供了新的线索与思考方向。

1927年,莫尔豪斯将其研究成果发表于《大众天文学》2月刊。在文章中,他基于当时的观测数据和理论认知,大胆推测该暗环现象的形成可能源于银河系这一区域内存在的环状分布的大量黑色吸收物质。从对暗环中物质的光线吸收特性分析来看,其中可能包含一定大小和化学成分的尘埃颗粒。这些尘埃颗粒的分布和性质,影响了光线的传播和吸收,进而形成了我们所观测到的暗环现象。

同年6月,莫尔豪斯与Zug再次在德雷克天文台开展观测工作,此次进行了6个半小时的曝光拍摄,并利用所得照片对环内及其附近的恒星进行了详细的计算与分析。相关研究结果于1928年发表在《爱荷华科学院学报》上,该研究进一步证实了距离地球约1500光年处存在黑暗吸收星云的事实。不过,由于当时观测技术和数据的局限性,他们并未能够完全排除这个暗环是由两个处于不同距离的星云共同组成的可能性,这一不确定性也为后续的研究工作留下了诸多悬念和探索空间。

卡尔顿大学古德塞尔天文台主任EdwardFath在对大量相关照片进行深入研究后,在与莫尔豪斯的私人信件交流中对该暗环表达了高度的关注与评价。他指出,这个暗环结构因其近乎圆形的独特形态而显得格外奇特。与莫尔豪斯一样,Fath也对该结构是否属于黑暗的环状星云产生了浓厚的兴趣,并在后续的研究工作中持续关注这一问题的进展,其观点和研究工作也在一定程度上推动了天文学界对莫尔豪斯暗环的深入探讨与研究。

莫尔豪斯暗环在宇宙空间中具有明确的坐标位置,在早期对该暗环进行成像探索的过程中,莫尔豪斯曾形象地将其称为“鸟巢”,这一称谓在一定程度上反映了其结构的复杂性和独特性。1927年,Edward Emerson Barnard将该暗环致密的东部部分编为暗星云353(B353)。在暗环的中空区域,靠近南端的位置存在NGC6996星团。然而,截至目前,天文学界尚无法确定该星团是否属于真正的疏散星团。不过,随着欧洲航天局盖亚任务的开展以及地面2MASS调查等相关独立研究工作的推进,已经发现了一些与该星团相关的成员天体,这些发现为进一步深入研究NGC6996的性质和莫尔豪斯暗环的整体结构与形成机制提供了新的重要数据支撑和研究切入点。

莫尔豪斯暗环距离地球约 1500 光年,这为天文学中的距离测量提供了一个新的参考点。在银河系的尺度上,这个距离数据可以帮助天文学家构建更准确的银河系三维结构模型。通过比较它们的视差、红移等参数,更精确地估算这些天体的距离,进而更好地理解银河系内天体的分布规律。

目前,如何在视觉上完整地观测到整个暗环结构,而非仅仅局限于由B353组成的密集东部部分,仍然是天文学研究领域中一个亟待解决的问题。部分研究者推测,采用低功率视图观测方式可能是一种较为有效的解决方案然而,这一方法仍有待于进一步的实践验证和深入研究,莫尔豪斯暗环依旧如同一个神秘的宇宙谜题,等待着更多的天文学家运用更为先进的观测技术和深入的理论研究去逐步揭开其背后隐藏的天文奥秘。

来源:老高说科学

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