雪茄星系（也稱為梅西耶82，NGC 3034，梅西耶M82或M82）是距離約1200萬光年遠，位于大熊座，屬于M81星系團的星暴星系。它的亮度大約是整個銀河系的5倍，中心更比我們銀心亮100倍。星暴活動被認為是與鄰近的梅西耶波德星系交互作用所引起的。作為最接近我們的星暴星系，M82是這類型星系最典型的例子。SN 2014J，一顆Ia型超新星，是2014年1月21日在這個星系內(nèi)發(fā)現(xiàn)的超新星。在2014年，研究M82的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)已知最明亮的脈沖星，命名為M82 X-2。
名稱由來
科學(xué)家采用紅外線光學(xué)技術(shù)進行觀測時，“M82”就呈現(xiàn)出雪茄模樣，故有“雪茄”星系之雅稱。采用X光技術(shù)進行觀測時，則呈現(xiàn)出另一種圖像。
星系特征
觀測表明，它是大質(zhì)量年輕恒星的‘溫床’，斯皮策（Spizer）空間望遠鏡拍攝到它的紅外像，第一次揭示出這些恒星的‘大火’周圍有‘煙霧’。“雪茄星系”正經(jīng)歷中年時代活躍的恒星形成期。
概述圖右邊就是M82的紅外‘假彩像’，跟左側(cè)的可見光像對比，可以看到，側(cè)對著我們的（藍白色）不規(guī)則形星系M82的主要部分，在其上、下的云（紅色）形如鳳蝶總科的飛翅，這比其它星系周圍見到的云都亮，是以前未曾見到的，說明該星系拋出了大量塵埃，塵埃成分可能類似于汽車排放的物質(zhì)——芳香族碳氫聚合物。在星系中，恒星的燃燒反應(yīng)產(chǎn)物拋射到星際空間。M82的塵煙可真大，‘吹’到星系主面兩旁20000光年，遠遠超出恒星所在范圍。
曾觀測到M82向外投射的兩個錐形熱氣體云，而今斯皮策太空望遠鏡又揭示拋出的塵云。M82正經(jīng)歷中年時代活躍的恒星形成期，在它的核心區(qū)發(fā)生最激烈的暴發(fā)式恒星形成。
銀河系是比較安穩(wěn)的地方，恒星的產(chǎn)生和衰亡過程進行得較平緩，塵埃主要集中在銀道面附近。
M82的遠紅外波段觀測發(fā)現(xiàn)其光度超過太陽300億倍，這是厚厚塵埃被恒星加熱的結(jié)果，暗示一個新生熾熱大質(zhì)量恒星聚集區(qū)域的存在。
與類似銀河系的正常螺旋星系相比，M82恒星形成活動的強度大了約400倍，相應(yīng)的，其氣體消耗速率遠高于銀河系。
M82與波德星系、NGC 3077等星系處于同一個系統(tǒng)，通過彌漫的氫云相連，整個系統(tǒng)都存在豐富氣體，但只有M82處于劇烈星暴狀態(tài)。M82與其臨近的大星系M81相互作用，是造成M82一切騷亂的原因。
觀測
用6英寸(15厘米)或更大的望遠鏡能夠看到，有一個奇特的垂直塵埃帶切過它的核。它的星等是+9.3等，赤經(jīng)09h56.2m，赤緯+69°24′，視大小11X5。M81 距離地球1400萬光年。
雙星
M82星系與它的近鄰星系波德星系是一對物理雙星（可在北半球觀測到），它是II型不規(guī)則星系的原型，即一個不規(guī)則的“圓盤”。其核心區(qū)因為與M81星系的密近會合而發(fā)生著戲劇性的變化--正在經(jīng)歷一場激烈的星爆并展現(xiàn)出其壯觀的暗帶。這些狂暴的外爆氣體流也是強烈的射頻源，Henbury Brown于1953年發(fā)現(xiàn)他們，它起初被命名為大熊座A（Ursa Major A，大熊座中最強的射頻源），并作為3C 231收入劍橋射電源第三星表。
紅外
在紅外波段，M82是天空中最明亮的星系，這就是所謂的紅外超現(xiàn)象（波在紅外波段的亮度遠強于可見光波段）。這種現(xiàn)象同樣可在星系M51、NGC 5195以及NGC 5128（人馬座A）中觀測到。正如John Mallas所描述的那樣，它看起來就像一條銀色帶。
構(gòu)造
M82在之前被認為是一個不規(guī)則星系，但在2005年以近紅外線的觀察發(fā)現(xiàn)他有對稱的兩條尾旋臂。這些螺旋臂是從近紅外線的影像中，減除軸對稱指數(shù)函數(shù)盤面才檢測出來的。即使是從近紅外線的影像中檢測出螺旋臂，它們依然跛盤面更偏藍。由于M82盤面的高面亮度，我們又以高轉(zhuǎn)軸傾角的側(cè)面（?80°）觀察，因此螺旋臂就被錯過了，再加上在可見光影像中錯綜復(fù)雜的絲狀塵埃結(jié)構(gòu)，使得螺旋臂顯得模糊而未被看見。這兩條螺旋臂由近紅外影像的棒的兩端可以追尋到3個星系盤的長度大小。假定巴雷特-82重型狙擊槍的北端離我們較近，大部分的文獻一樣，觀察到的旋轉(zhuǎn)方向暗示懸臂是落后的。
星暴區(qū)域
在2005年，哈勃空間望遠鏡顯示在星暴核心偶197個年應(yīng)的大質(zhì)量星團。這些星團的平均質(zhì)量大約是200,000太陽質(zhì)量，因此星暴核心是充滿活力的高密度環(huán)境。整個星系的中心，年輕恒星正以遠超過我們整個銀河系10倍的速率在誕生。
核心
在M82的核心，活躍的星暴區(qū)域直徑過500秒差距。以可見光的波長在這個區(qū)域檢測出4個高面亮度區(qū)域或叢集（標(biāo)示為A、C、D和E），這些叢集屢屢對應(yīng)于已知的X射線、紅外線、和電波。因此，它們被認為是從我們的角度最不被遮擋的星暴群集。M82獨特的雙極流（或超級星風(fēng)）似乎集中在叢集A和C，以及由在叢集中頻率為每10年發(fā)生一次的超新星釋放出來的能量所驅(qū)動。
錢德拉太空望遠鏡偵測到的X射線輻射波動，排放自距離M82中心約600光年的位置。天文學(xué)家們大膽的假設(shè)這個波動的排放來自中等質(zhì)量黑洞，其質(zhì)量大約在200?500太陽質(zhì)量之間。像多數(shù)的星系一樣，M82是個超大質(zhì)量黑洞的宿主星系，以恒星動力學(xué)測量，在它中心的黑洞質(zhì)量估計是3 x 10太陽質(zhì)量。
未知的天體
在2010年4月，曼徹斯特大學(xué)在卓瑞爾河岸天文臺工作的天文學(xué)家報告在M82有未知的天體。這個天體開始發(fā)出無線電，但是它排放的方式與之前在宇宙中任何其它地方曾見過的模式都不同。關(guān)于這個未知天體的性質(zhì)有好幾種理論，但沒有一個能與觀測的資料完全吻合。它曾經(jīng)被認為是個不尋常的"微類星體"，有著非常高的無線電亮度與低的X射線亮度，而且相當(dāng)穩(wěn)定，它可能與低X射線亮度的星系微類星體SS 433類似。然而，所有已知的微類星體都產(chǎn)生大量的X射線，而該天體的X射線通量在閾值之下。這個天體與M82的中心有好幾弧秒的距離，不太可能與黑洞相關(guān)聯(lián)。它有著明顯的超光速，相對于星系中心是光速的4倍。在超大質(zhì)量黑洞，視超光速運動與相對論性噴流是一致的，并不表示它的來源本身的移動超過光速。
M81觸發(fā)星暴
鄰近的螺旋星系M81在小望遠鏡下呈現(xiàn)配對的突起，M82正受到這個體積更大的鄰居影響。由引力造成的潮汐力使這個星系變形，這個過程大約開始于一億年前。這種交互作用使恒星形成的速率是"正常"星系的10倍。
最近，M82至少經(jīng)歷了一次的潮汐遭遇，M81導(dǎo)致大量氣體在2億年前注入到星系的核心。最接近的一次遭遇大約發(fā)生在2–5×10年前，和導(dǎo)致集中的爆發(fā)與星團年齡相對應(yīng)的峰值標(biāo)志分布。這次星暴開始于5,000萬年前，以每年10M⊙的速率進行。兩個后續(xù)的星暴，最后一次（4-6百萬年前）可能形成在核心的星團，包括超星團（super star clusters，SSCs）和較輕的伙伴。
低表面亮度星系
奇怪的是，在M82盤面上的恒星似乎是在5億年前爆發(fā)出來的，離開盤面到處都是數(shù)百個性質(zhì)類似球狀星團的叢集（較年輕），但在1億年前離開這個星系星暴中心的迷人之處就不再有恒星形成，在10億年前星系暈的恒星形成率就很低。解釋這種特性的建議是M82在與它巨大的鄰居產(chǎn)交互作用觸發(fā)星暴之前，是一個低表面亮度星系。
忽略它們各自與我們在距離上的任何差異，波德星系和M82的中心在視覺上相隔約130,000光年，確實的分離是300+300?200kly。
2014年的超新星
在2014年1月21日19.20 UT，倫敦大學(xué)學(xué)院倫敦大學(xué)天文臺的的訓(xùn)練天文臺，由史蒂夫·福西博士指導(dǎo)的一組4位學(xué)生，在M82發(fā)現(xiàn)一顆 +11.7等恒星。在1月23日，它的視星等升高至 +10.9等。檢查稍早時對M82的觀測，發(fā)現(xiàn)這顆超新星在1月15、16、17、19、20、和22日都已經(jīng)存在，光度從 +14.4等到 +11.3等，但在1月14日極限星等 +17等的資料中卻毫無蹤影。最初建議它可能成為達到 +8.5等，進入雙目望遠鏡和小望遠鏡都能看見的范圍內(nèi)，但它在2014年1月31日就達到峰值，實際上只是較為黯淡的 +10.5等。初步分析將它的分類為一顆"年輕、偏紅的Ia超新星"。國際屯學(xué)聯(lián)合會給予的名稱是SN 2014J。SN 2014J是近幾十年來最靠近地球的超新星之一。SN 1993J是距離相似的一顆超新星，在與它鄰近的巨大星系波德星系出現(xiàn)，在大麥哲倫星系的SN 1987A則更為接近。SN 2014J是繼SN 1972E之后，最接近地球的Ia 超新星。
發(fā)現(xiàn)
最近，“哈勃”在M82中發(fā)現(xiàn)了百余顆新生的球狀星團，估計它們的生成與M82、M81兩星系的密近會合有著直接的關(guān)系。據(jù)推測，最近的一次潮汐引力相互作用發(fā)成在過去5千萬到幾億年間：STScI的最擬和值為6億年前，至此以后長達億年之久的強相互作用事件拉開了帷幕。
作為M81星系群中的一員，M82與之相隔1200萬光年。
M82與波德星系一起于1774年12月31日由Johann Elert Bode發(fā)現(xiàn)，在其星表中編號為No. 18；他描述M82為“暗淡的光斑”、“蒼白的長條形”、與M81相隔0.75度。1779年8月Pierre Méchain重新發(fā)現(xiàn)了這兩個“暗淡的光斑”--M81、M82星系，并將其觀測結(jié)果匯報給梅西耶，后者在1781年2月9日完成了兩個星系的位置測量后，將它們收入星表。
M82在梅西耶星體中屬于少數(shù)幾個同時被Herschel編號的天體，在威廉姆·赫歇耳公布于1802年9月30日的一份觀測報告中它的編號為H IV.79（通常赫歇耳會盡量避免編錄M99）。
William Parsons伯爵三世（Rosse家族的第三代傳人）是第一個指出M82中心區(qū)具有暗塵帶以及可見光斑的天文學(xué)家。
Halton Arp在他的特殊星系表中將M82編號為No. 337。
Lebofsky、Rieke以及Kailey報告在M82中觀測到了超新星1986D，這在Kenneth Glyn Jones的書中有所提及。但這次“超新星”事件被證明是一次誤報。實際上，一個變化微小的2微米波長紅外源是這次錯誤的元兇。
參考資料 >