在银河系“住”了这么久，你知道咱们的“邻居”是谁吗？

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大小麦哲伦云是距我们生活的银河系较近的两个不规则矮星系，在北纬20度以南才能看到它们。它们是南半球天空中较亮的深空天体，视星等分别为0.4等和2.2等，肉眼可见，所以在很久以前，南半球的原住民就已经知道大小麦哲伦云了，但直到16世纪初意大利探险家亚美利哥·韦斯普奇（Amerigo Vespucci）才留下了这两个深空天体的明确记载[虽然公元964年左右波斯天文学家阿卜杜勒-拉赫曼·苏菲（Abd al-Rahman al-Sufi）可能已经记录了它们，但这一观点存在争议]。1519～1522年，葡萄牙探险家斐迪南·麦哲伦（Ferdinand Magellan）率领的探险队在环球航行中观察到了这两个深空天体。虽然麦哲伦本人可能没有亲自观测并记录它们，但他的随行船员，包括意大利探险家安东尼奥·皮加费塔（Antonio Pigafetta），观测并记录下了这两个深空天体。由于麦哲伦的这次航行，这两个深空天体后来被称为“大麦哲伦云”（Large Magellanic Cloud，LMC）和“小麦哲伦云”（Small Magellanic Cloud，SMC）。大麦哲伦云（图片来源于ESO）大麦哲伦云在天空中位于剑鱼座和山案座交界处，距离地球大约16万光年，直径约为3万光年，质量相当于100亿个太阳的质量，是银河系最亮的伴星系之一。在上图下半部分的中心附近，有一个特别引人注目的特征，那就是位于大麦哲伦云中的蜘蛛星云（Tarantula Nebula），这是一个巨大的恒星形成区，宽约2000光年。位于大麦哲伦云中的蜘蛛星云（图片来源于ESO）小麦哲伦云位于杜鹃座方向，在天球上的投影接近银河系内的球状星团杜鹃座47。小麦哲伦云距离地球约20万光年，它的直径约为2万光年，总质量约为太阳的70亿倍，它和大麦哲伦云一样是距离我们最近的河外星系之一。小麦哲伦云和球状星团杜鹃座47（图片来源于ESA）如果我们有机会到南半球旅行，一定不要忘了在晴朗的夜空中观测这两个深空天体。大麦哲伦云和小麦哲伦云距离南天极约20度左右，由于它们较亮的视星等，在夜空中非常易于识别，是南半球天文爱好者的重要观测目标。在南纬20度以南的地区，它们位于恒显圈内，始终位于地平线上，几乎全年可见，尤其在南半球的春季和夏季观测条件最好（需要注意的是，南半球与北半球的季节相反，南半球的春夏大约是每年的10月到次年的3月）。帕瑞纳天文台上空的大小麦哲伦云（图片来源于ESO）大小麦哲伦云在科学史上也占据着重要的地位。1912年，美国天文学家亨利爱塔·勒维特（Henrietta Leavitt）研究了小麦哲伦云中25个造父变星的光变周期与亮度，确认两者之间遵循着某种关系（称为周光关系），这一关系可用于测定距离，因此是非常重要的发现，随后的1913年，丹麦天文学家埃纳尔·赫茨普龙（Ejnar Hertzsprung）利用这一关系首次估算了小麦哲伦云的距离，结果约为3万光年，虽然现在看来他测得的距离偏小，但也证明了这种测距方法的实用价值。另外，1987年在大麦哲伦云发现的超新星SN 1987A，是自1604年以来首颗肉眼可见的超新星（虽然仙女座星系中爆发的超新星SN 1885A的最大亮度达到了5.8等，但没有确切的肉眼观测记录），为恒星演化提供了非常重要的信息，并且开创了中微子天文学这一全新的领域。位于蜘蛛星云附近的SN 1987A（图中最亮星）（图片来源于ESO）大小麦哲伦云拥有大量恒星，还有许多星团、星云等结构，为研究星系相互作用和演化提供了绝佳的机会，有助于解答恒星和星系形成、银河系吸积等重要科学问题。例如，2019年，天文学家使用位于拉斯坎帕纳斯天文台的2.5米杜邦望远镜（2.5 m du Pont Telescope），发现大小麦哲伦云的恒星形成速度只有银河系的1/50，但大麦哲伦云的恒星形成速度在大约20亿年前增加了6倍，这可能是因为它与小麦哲伦云的相互作用造成的，该发现有助于天文学家了解恒星形成和星系相互作用的历史。随着对大小麦哲伦云的研究越来越深入，天文学家逐渐揭开了这两位银河系邻居的神秘面纱，越来越多的发现不仅丰富了我们对宇宙的认知，也为我们提供了宝贵的数据和理论基础，帮助人们构建更加精确的宇宙模型。在未来，随着观测技术的不断进步和对宇宙更深层次的理解，大小麦哲伦云将继续作为天文学研究的宝库，引领我们探索宇宙的更多奥秘。