發現馬頭星雲

初冬之夜，獵戶座東昇，它腰帶下方的紅寶石佩劍引人注目，這就是著名的獵戶座大星雲，是天文愛好者最喜歡觀測的目標之一。相比之下，距離獵戶座大星雲不遠的馬頭星雲卻是不好對付的一個目標。馬頭星雲緊緊靠近獵戶座腰帶第一顆亮星“參宿一”，若用普通望遠鏡看去，並尋覓不到什麼星雲的影子，即便使用大口徑道布森望遠鏡觀察，也只能隱約看到周圍楓葉般的火焰星雲，那個黑色的馬頭依然難以瞥見。不得不佩服當年，究竟是誰如此神武英明，發現了這個極其闇弱的星雲？

圖1。馬頭星雲標準照（圖源：楊銘森）

闇弱的星雲，是大口徑望遠鏡的專屬。1811年，赫歇耳（William Herschel）注視著這個區域，發現似有白色雲霧狀天體，隨即將其命名為No。25。在當時，赫歇耳擁有了世界上頂級口徑的望遠鏡，雖然之後羅斯伯爵（William Parsons， the 3rd Earl of Rosse）造出了更大的裝置，但使用率並不高。因此可以說，赫歇耳的觀測代表了十九世紀目視觀測的巔峰。既然目視看不清，就只能拜託照相術了。好在從十九世紀中後期開始，天體照相術發展迅速，天體攝影從最開始只能拍拍月亮和亮星，發展成可以拍攝明亮星雲，甚至天體的光譜。但在那個時代，攝影術還只是目視觀測的輔助，人們尚未充分認識到天體攝影將對天文學發展產生巨大的影響。

圖2。赫歇耳在進行目視觀測（圖源：版畫 Paul Fouché）

哈佛大學天文臺的皮克林（William Henry Pickering）對天體攝影情有獨鍾。在當時，一些望遠鏡已經開始野蠻進化，出現了向天體攝影最佳化的專業望遠鏡，它們擁有更大的視場，更快的焦比，更好的星象，這種裝置也被稱為“攝星儀”。1885年，頗有遠見的皮克林讓哈佛大學天文臺耗資2000美元購進了一臺8英寸（203mm）口徑的折射式攝星儀，開始了天體攝影工作。至於誰來具體操作？皮克林認為女士膽大心細，男士則是粗心大意，相比之下女士更適合做這種整理發現性質的實測天文工作。威廉明娜·弗萊明（Williamina Fleming）本來是皮克林的女僕，也被皮克林叫來進行天體拍攝工作。果不其然，短短3年之後，弗萊明在檢查一張編號為B2312的攝影底片時發現了蹊蹺，這張拍攝於1888年2月6日的底片足足累積了90分鐘的曝光，那慘白過曝的恆星旁邊，似乎有一個黑色的馬頭在悄悄張望。

圖3。左：站著的就是皮克林和弗萊明；右：1888年馬頭星雲照片（圖源：哈佛大學）

然而這個黑色的馬頭究竟是個什麼東西？是宇宙中的一片空洞？還是一個真實的天體？這在當時尚存爭議。攝影術帶來的疑問，還是由攝影術來終結吧。1913年，巴納德（Edward Emerson Barnard）在一個極為通透的夜晚再次拍攝了這個黑色的馬頭，他將照片放大，發現馬頭的西邊頗為明銳，而東邊界線不明，那是一個黑色的輪廓投影在了背景星雲之上，這意味著黑馬頭並非宇宙空洞，而是一個厚重的不透光星雲——這正如他研究的那些暗星雲一樣，於是巴納德將其命名為B33（巴納德33）。