小麦哲伦星系

银河系卫星星系

小麦哲伦星系（Small Magellanic Cloud，缩写：SMC；又称小麦哲伦云，简称：小麦云），位于杜鹃座与水蛇座之间，是临近银河系的一个矮星系、不规则星系。小麦哲伦星系的直径约为7000光年，包含数亿颗恒星，总质量约为太阳的70亿倍。它距离银河系约20万光年，是距离最近的河外星系之一。

形态与位置

推测小麦哲伦星系原本是棒旋星系，因为受到银河系的引力扰动才成为不规则星系，但在核心仍残留着棒状的结构。

在约20万光年距离上的小麦哲伦星系是最靠近银河系的邻居之一。它在夜空中看似模糊的光斑，大小约为3°，由于平均的赤纬是-73°，因此只能在北纬15°以南的低纬度地区看见。由于其表面光度很低，要在远离光污染的环境下才能看得清楚。

它与在东方20°的大麦哲伦星系成为一对，两者都是本星系群的成员。

观测历史

在南半球，麦哲伦云长期以来一直是包括南太平洋岛民和澳大利亚土著在内的当地居民传说的一部分。波斯天文学家阿卜杜勒-拉赫曼·苏菲在《恒星之书》中记录了这两个天体。欧洲水手可能是在中世纪第一次注意到这两个天体，当时它们被用于导航。葡萄牙和荷兰在1519-1522年斐迪南·麦哲伦船队环球航行期间，安东尼奥·皮加费塔将它们描述为“昏暗的星团”。在1603年出版的约翰·拜耳的《测天图》中，他将较小的“云”命名为了“小麦云”（Nubecula Minor）。

1834年至1838年之间，约翰·赫歇尔在好望角皇家天文台用他的14英寸反射望远镜对南天进行了观测。在观测小麦云时，他将其描述为“一个中心明亮的椭圆形云团”。在这个“云团”的区域内，他集中编目了37个星云和星团。

1891年，哈佛大学天文台在秘鲁阿雷基帕大区开设了一个观测站。1893年至1906年期间，在索伦·贝利（Solon Irving Bailey）的指导下，该地区的24英寸望远镜被用来对大麦哲伦星系和小麦哲伦星系进行观测。哈佛大学天文台的天文学家亨丽爱塔·斯万·勒维特利用来自阿雷基帕的光板研究了小麦哲伦星系中恒星相对光度的变化。

1908年，她发表的研究结果显示，发现了一种被称为“星团变星”的变星，后来以这种变星的原型星造父一命名，被称为“造父变星”，它的光变周期和恒星的视亮度有很大的关系。Leavitt认为小麦云中的所有恒星与地球的距离大致相同，这一结果意味着光变周期与绝对星等之间也存在着类似的关系。周光关系使得人们可以根据与小麦哲伦星系的距离来估计与其他造父变星的距离。她希望能够找到几个距离地球足够近的造父变星，这样就可以测量它们的视差，最终确定与地球的距离。这使得造父变星可以作为标准烛光，促进了许多天文学的大发现。

利用这种周光关系，1913年，埃纳尔·赫茨普龙首次对小麦哲伦星系的距离进行了估测。首先，他测量了附近的13个造父变星，测出一个光变周期为一天的对象星的绝对星等，通过与Leavitt测量的造父变星的光变周期进行比对，他估计太阳和小麦哲伦星系之间的距离为10,000 秒差距（约33,000光年）。后来经过观测技术与方式的不断改良，距离参数进一步精准化，随后该数据被证明是对真实距离的严重低估，但它确实证明了这种测算方法的潜在效用。

2006年公布的哈勃空间望远镜的测量结果表明，大麦哲伦星系和小麦哲伦星系的运动速度过快，环绕银河系运行的可能性极低。

2023年4月，使用韦布望远镜在小麦哲伦云的数百个年轻恒星周围检测到了行星形成的成分。

特征

小麦哲伦星系和大麦哲伦星系间有一个麦哲伦桥，这是星系间潮汐作用的结果。大小麦哲伦云有一个共同的氢气包层，表明它们已经在引力作用下融合了很长时间。而麦哲伦桥是恒星形成的场所。

2017年，利用暗能量巡天加MagLiteS的数据，发现了一个与小麦哲伦星系相关的大密度星区，研究认为这可能是小麦哲伦星系和大麦哲伦星系之间相互作用的结果。

X射线源

小麦哲伦星系中含有大量活跃的X射线联星。较近的恒星形成事件导致了大量的大质量恒星和高质量X射线联星（HMXBs）的出现。年轻的恒星群和大部分已知的X射线联星都集中在小麦哲伦星系当中。大多数X射线联星都属于Be星，这种类型的系统在银河系中占70%，在小麦哲伦星系中占98%。Be星的赤道盘提供了一个物质“储藏库”，可以在中子星通过近星点的过程中（大多数已知的系统都有很大的偏心率）或在大规模的物质抛射过程中被积聚到中子星上。这种情况会导致X射线大爆发，较典型的X射线光度为Lx=1036-1037 erg/s。

用美国航天局的罗西X射线计时探测器（RXTE）对小麦哲伦星系进行的监测发现，X射线脉冲星的爆发量超过1036 erg/s，到2008年底已经统计出50颗。伦琴卫星和ASCA任务探测到了许多微弱的X射线点源，但位置的不确定性常常使得识别变得十分困难。后来使用XMM-牛顿卫星和钱德拉X射线天文台进行了研究，已经对小麦哲伦星系方向的几百个X射线源进行了编目，其中可能有一半被认为是X射线联星，其余的则是背景恒星和背景星系核。

在1966年9月20日的Nike-Tomahawk飞行中，没有从麦哲伦云中观测到高于背景恒星的X射线。1967年10月24日，从澳大利亚米尔杜拉对小麦哲伦星系进行气球观测，设定了X射线探测的上限。1970年9月24日12:54（UTC）从约翰斯顿环礁发射的PGM-17雷神导弹上携带了一台X射线天文学仪器，用于在300公里以上的高度观测小麦哲伦星系。探测到从小麦哲伦星系中发出的X射线光度在1.5-12 keV范围内为5×1038 ergs/s，在5-50 keV范围内为2.5×1039 ergs/s，这很明显是一个X射线扩展源。

第四份乌呼鲁卫星探测数据列出了杜鹃座内的一个早期的X射线源：4U 0115-73（3U 0115-73，2A 0116-737，SMC X-1）。乌呼鲁卫星在1971年1月1日、12日、13日、16日和17日对小麦哲伦星系进行了观测，探测到一个位于01149-7342的射线源，当时被定名为SMC X-1。1971年1月14日、15日、18日和19日也收到一些X射线数据。第三份Ariel 5数据（3A）也包含了杜鹃座内的这个早期X射线源，被编号为3A 0116-736（2A 0116-737，SMC X-1）。SMC X-1是一个HMXRB，位于J2000 赤经：01h 15m 14s, 赤纬：73° 42′ 22″。

另外两个被探测到并列入3A的射线源包括3A 0042-738的SMC X-2和3A 0049-726的SMC X-3。