仙⼥座星系左上⾓的青⾊结构是天⽂爱好者新发现的结构，它被称为SDSO-1。图⽚来源：Marcel Drechsler/Xavier Strottner/Yann Sainty。10⽶级的望远镜、在太空中运⾏的天⽂卫星、亿级甚⾄是⼗亿级的预算……可能在你的印象中，星空中的任何细节都⽆法逃离天⽂学家的视野，天⽂爱好者的照⽚只剩下了美学意义。
但事实并⾮如此，就算是在⼈类最熟悉的星系上，天⽂爱好者也能有全新的发现。2022年初，法国的天⽂爱好者马塞尔·德雷克斯勒（Marcel Drechsler）和格扎维埃·斯特罗特纳（Xavier Strottner）决定邀请深空摄影师Yann Sainty⼀起拍摄⼀些星云照⽚。在爱好者的领域内，他们都是资深⼤拿，他们要拍摄的星云要么从没⼈拍摄过，要么从没⼈拍得那么完美。
他们打算拍下这些照⽚后，整理进星表中（Strottner-Drechsler星表，简称StDR星表，catalog StDr）与全球天⽂爱好者共享。这是⼀次充满挑战的拍摄，摄影师Yann必须要找到⼀些合适的地⽅。对深空摄影⽽⾔，环境和拍摄设备同等——甚⾄更加重要。城市繁华的街灯能轻易淹没星光，⽽在⼈烟稀少的地⽅，我们⽤⾁眼就能⼀睹银河的璀璨，望远镜拍起来也更容易。
Yann在⼏个⽉内⾛遍了法国境内数千千⽶，寻找最⿊暗宁静的夜空。另外两⼈则负责图像处理和分析。Yann的努⼒是值得的，他们找到了合适的拍摄地点，拍下了绝美的星云照⽚。在⼏个⽉后的⾟勤劳作后，Yann需要休息。当时正值8⽉，仙⼥座星系升上了北半球的夜空，他决定拍⼀张仙⼥座星系，也就是M31星系的照⽚来放松。仙⼥座星系在银河系之外，距离我们250万光年，是⾁眼可见最遥远的天体。
就像每个程序员在刚开始学习编程时输出“Hello world!”⼀样，仙⼥座星系是每个深空摄影师都必拍的星系——因为它拍起来确实简单⼀些。早在130多年前，英国天⽂学家艾萨克·罗伯茨（Isaac Roberts）就将感光底⽚和望远镜结合起来，再把它们放到⾚道仪上随地球⾃转，连续曝光4⼩时拍下了仙⼥座星云（因为当时还不确认它是否是⼀个星系）的照⽚。
今天，飞速发展的技术让爱好者也能相对容易地拍到仙⼥座星系。但⽤常规的⽅式来拍摄仙⼥座星系，对Yann来说显得有些“⽆趣”，毕竟这个星系已经被⼈拍了⽆数遍了。他决定利⽤他找到的绝佳地址，⽤⼀种相对新颖的⽅式来拍摄仙⼥座星系：⽤窄带滤镜来拍摄。对⼤多数天⽂爱好者⽽⾔，星系太过暗淡，能拍到就已经不容易了。⽽⽤窄带滤镜又会过滤掉⼤部分光线，传感器只能接收到特定频率的光，亮度进⼀步降低，拍摄难度更⼤。
在滤镜的选择上，Yann也下了⼀番⼼思，他选择的是O III滤镜。在他的印象中，以前从没有爱好者⽤这种滤镜拍摄过仙⼥座星系的照⽚。这种滤镜可以让500.7纳⽶的青蓝⾊光透过滤镜，半⾼全宽（FWHM）仅有3纳⽶。500.7纳⽶，这正是失去两个电⼦的氧原⼦发光的波长。说不定，他能发现⼀些从没⼈看到过的细微结构。Yann记录下的图像，左下⾓的⽓体结构从来没有⼈记录过。
图⽚来源：Marcel Drechsler/Xavier Strottner/Yann Sainty。Yann错了，但他错的不是没有发现什么结构，⽽是新发现的结构⼤得有些离谱，根本称不上细微。Yann发现，他的照⽚边缘，有⼀个暗弱的星云，⼀直延伸到照⽚之外，似乎整个星云的⼤⼩已经和仙⼥座星云相当。
Yann看过⽆数张仙⼥座星系的照⽚，他从没见过这个结构，他的第⼀反应是拍摄本⾝出了问题：可能是望远镜内部反光导致的⿁影，焦平⾯设置错误，放⼤器本⾝的辉光，这些都有可能导致成像错误。但马塞尔在看过这些图像后，认为这可能是⼀个新的暗弱的星云结构，他们应该收集更多数据。经过⼏个⼩时的曝光，团队认为那⾥肯定有⼀些新的东西。他们研究了数周，却发现这个看起来和仙⼥座星系⼀样⼤的结构竟然从来没有被记录过。
继续观测可以提升图像的质量，但时间不等⼈，在法国的秋季，天⽓逐渐恶化，Yann找到的观测点逐渐不能满⾜观测的要求。从2022年的8⽉到11⽉，Yann又奔波了数千千⽶，⽤22个晚上总共凑齐了111⼩时的曝光时间，在O III滤镜下记录下了这个从未有⼈见过的结构。为了彻底排除个⼈和设备的影响，他们又邀请更多深空摄影师⽤⾃⼰的望远镜，以同样的⽅式观测，证实这个结构确实存在。
最终，他们总共邀请到4位深空摄影师，总共⽤5台望远镜各⾃确认了这个结构的存在。并将它命名为Strottner-Drechsler-Sainty Object 1，或者简称为SDSO-1。但是，如果SDSO-1确实存在，那它到底是什么？为了找出答案，这个天⽂爱好者团队联系上了专业的天⽂学家。
他们请美国达特茅斯学院的罗伯特·费森（Robert Fesen）教授、奥地利因斯布鲁克⼤学的斯特凡·基姆斯温格（Stefan Kimeswenger）教授和美国科罗拉多⼤学的⽶迦勒·沙尔（Michael Shull）教授进⾏更深⼊的分析。就算是专业的天⽂学家也没见过SDSO-1，不论是在X射线、紫外线、光学、红外线还是射电波段，天⽂学家从来没有发现过对应的结构。
但他们还是能找到问题的关键——SDSO-1是不是仙⼥座星系的⼀部分，或者说，SDSO-1离我们究竟有多远。距离在天⽂学中具有重要的意义。早在⼀个世纪前，就有⼀场关于仙⼥座星系距离的著名的辩论。1920年，两位天⽂学家哈洛·沙普利（Harlow Shapley）和希伯·柯蒂斯（Heber Curtis）就曾辩论过仙⼥座星云是否是银河系的⼀部分。
最终埃德温·哈勃（Edwin Hubble，哈勃空间望远镜就是以他命名）在1924年给出的观测结果证实了希伯·柯蒂斯的论点，仙⼥座星云是银河系之外的⼀个星系。这次辩论改变了天⽂学家的宇宙观，在这之前，天⽂学家普遍认为，银河系已经是宇宙的全部了。⽽在那之后，⼈类才意识到，原来在银河系之外，宇宙中还有⽆数个像银河系⼀样的宇宙岛。不过，现在的关键还是判断SDSO-1的距离。
如果SDSO-1真的像看起来那样，位于仙⼥座星系的旁边，或者本⾝就是仙⼥座星系的⼀部分，那就意味着这个暗弱的星际云长度可达数万光年，是仙⼥座星系中最⼤的连续结构。在这种情况下，这个星际云⼤概是仙⼥座星系中恒星抛出的⽓体——这要求在这个SDSO-1附近应该存在有⼤量的氢，因为这是恒星的主要成分。
但观测表明那⾥并没有氢，⾄少没有⾜够多的氢，因为爱好者的望远镜看不到这些结构，科学家的档案也表明这⾥没有这么多氢。SDSO-1还可能位于银河系和仙⼥座星系中间。考虑到仙⼥座星系正朝着银河系运动，两个星系的光晕可能会发⽣相互作⽤，就像船在海中航⾏时，船艏激起的波浪⼀样。但如果是这样，这个云在天空中看起来应该不会离仙⼥座星系这么近，相反，它看起来应该处在仙⼥座星系和银河系中⼼的中间。
还有另外⼀种可能，那就是SDSO-1其实就位于银河系之内，只是恰好处在仙⼥座星系的⽅位，让它看起来好像就在仙⼥座星系边上⼀样。在这种情况下，SDSO-1应该就是常规的⾏星状星云了，类似太阳的恒星在⽣命末期会喷发出⼤量⽓体，从⽽形成⾏星状星云。
但问题是，如果能在O III滤镜下观测到⾏星状星云，说明星云中应该有⼤量氧元素，氢元素也不会少，并且温度很⾼，它在其他波段应该更亮才对，但实际上在其他波段却从没⼈发现过这样的结构。或者SDSO-1其实是⼀颗超新星爆炸后的残余物，但在这种情况下，天⽂学家关⼼的紫外线、射电波段都应该有所记录才对。所以⽬前，没⼈清楚这到底是什么结构，更别提它是如何产⽣的了。当然，探索也不会就此⽌步。
这个最初由天⽂爱好者组成的团队已经拉拢了⼀些天⽂学家，他们打算继续深究SDSO-1的本质。他们打算动⽤科研级天⽂望远镜，专门测量SDSO-1的光谱，根据多普勒效应分析SDSO-1的速度，获取更多信息以进⼀步分析。团队也将之前的经历整理成观测报告，发表在Research Notes of the AAS上。
你可能会感到奇怪，连天⽂爱好者⽤个⼈的装备都能发现这样的结构，怎么天⽂学家拿着贵的多的设备，却从来没有发现过类似的结构呢？天⽂学家的望远镜不是为了拍摄好看的深空图像⽽设计的，专业天⽂望远镜的视场往往⼗分狭⼩，可以让天⽂学家分辨星系最细微的细节，但这也同样导致天⽂学家容易“只见树⽊，不见森林”。如果⽤专业的天⽂望远镜观测仙⼥座星系，往往只能拍下仙⼥座星系的核⼼，根本拍不到星系外围的⽓体结构。
更何况，望远镜的机时⾮常宝贵，想要⽤望远镜展开观测，天⽂学家往往要写出理由⾜够充分的申请才可以。并且，图像传感器的发展⾮常迅速。近⼏年来，⼿机摄影能⼒进步不⼩，这其中就有不少是图像传感器的功劳。⽽天⽂摄影也搭上了便车，让天⽂爱好者也能拍到质量更⾼的图像。
具体到这次的发现，德雷克斯勒等⼈使⽤的是⼀台⼜径106毫⽶的折射式望远镜，⼜径相对不是很⼤，但成像质量较好，价格在4万元多⼈民币；相机后背式和⾚道仪也都是较新的、较⾼端的型号，价格分别也都在1万多元⼈民币。整套设备虽然有不少⼈能负担得起，但也绝对算不上便宜。更重要的是，在望远镜背后操作的⼈，本⾝就是资深的深空摄影师，他们懂得如何最好的利⽤⼈类现代科技的结晶。其实，有不少天体都是由天⽂爱好者发现的。
⽽SDSO-1的发现之所以令⼈震惊，主要还是因为，⼀个多世纪以来，仙⼥座星系已经被拍摄了⽆数次，却从没有⼀次有⼈发现在O III滤镜下竟然还存在这样巨⼤的⽓体结构。对天⽂爱好者⽽⾔，这次发现是⼀座希望的灯塔，只要懂得合理使⽤正确的⼯具，星空中就还有很多宝藏可以发掘。就算是在⼈们最熟悉的仙⼥座星系周围，也不例外。