梅西爾星表的歷史與謎團（序章）
（擅自取了一個The History and Mystery of the Messier Catalog的英文標題）
疫情封城期間弄了一些天文史相關的Lock down projects，那時候只有強迫推銷給極少數的朋友。最近又開始回鍋想把當初的資料好好整理。在網路上隨便搜了一下感覺很少這部分的中文資料（明明這麼有趣！）就來拋磚引玉一下🎣
有稍微接觸過天文觀測的朋友應該都認識梅西爾星表，大家第一個看到的深空天體應該99%在星表上榜上有名。大家都知道梅西爾是因為認為這些天體會干擾他的彗星搜尋才編列的這個星表，也可能知道看起來像跑錯棚M40雙星、星表實際天體數量介於108到110之間。但事情真的這麼簡單嗎？
為什麼像火鳥星雲和昴宿這種肉眼輕易可見的天體排在M42/43/45，而星表開頭的M1卻是逼近雙筒極限的蟹狀星雲？我們知道梅西爾受限於法國的緯度，但為什麼位於北天的英仙座雙星團這麼明顯，卻沒有被列入目錄？為什麼某些時候天體編號似乎有群聚現象，有時候又感覺很隨機（M1在金牛，M2在寶瓶，M3在獵犬，M4以降開始在天蝎/人馬/蛇夫一帶開展。編號1~2開頭大多是夏季星空，直到魔羯的M30慢慢拉開秋季序幕，到了4開頭連續四個冬季鼎鼎大名的M42~45之後星系數量開始飆升，689開頭很多春季星系），是不是能以此推測出梅西爾哪個季節容易半夜睡不著覺跑去屋頂上觀測？（欸）
我的參考資料主要來自Stephen O'meara的Deep Sky Companion: the Messier Objects。O'meara針對每個梅西爾天體都花了數頁篇幅深度探討，也提出了很多
採用來自1978出版的The Messier Album的資料。這本書出版後近20年內都被視為是梅西爾星表最權威的參考書籍，很大一部分是因為有歐文·金格瑞契Owen Gingerich所著的梅西爾生平和星表歷史。金格瑞契是哈佛大學天文學和科學史教授，專精天文典籍研究。他最有名的作品《追蹤哥白尼》對我來說完全呈現了天文中的「發現」不是僅僅『OO學者發現XX』一行字，而是需要從時代背景和各式蛛絲馬跡中重構才能了解這些改變人類的發想是如何誕生的。另外SEDS Messier Database也詳細記載許多資料，這個保留20年前美學的網站掛名在SEDS（Students for the Exploration and Development of Space）下面，應該有很多共同作者，其中Hartmut Frommert是主要的網站維護者。基本上討論梅西爾歷史的資料一定或多或少溯源自此，在此感謝該站所有貢獻者。
以上O'meara和Gingerich的著作加上SEDS網站應該就囊括了我90%的資料，雖然我的文章大部分是拾人牙慧，但還是有一些我腦補和自行推理的部分，要拿去上課或轉載請提供出處，如果能跟我說說你的看法更好！
進入正題來複習一下當年梅西爾為什麼要編這個目錄。眾所周知梅西爾是個彗星獵人（法王路易十五另外還稱梅西爾為Le Furet des Comètes，彗星雪貂？），他也是第一個專門系統性掃描天空尋找彗星的觀測者。梅西爾為了要快速分別出彗星，先把可能會導致誤判的天體位置記錄下來，觀測時不需要等好幾個小時或好幾天看看那團糊糊有沒有移動，可以搶先宣布自己是彗星的最早發現者。
讀到一個滿有趣的點說在眾多不動的天體之間，會移動的彗星是當時的天文顯學。如此隨機的天體，想必是蘊含了能解開宇宙奧秘的線索。另外1758年哈雷彗星如預測般回歸（哈雷逝於1742年）被視為牛頓力學的鐵證，這也大大影響當時剛到巴黎當天文台助理的梅西爾。但現今我們說到梅西爾都是提到他的星表，那些他覺得干擾他觀測的固定糊糊。除非專門研究彗星史，否則根本不知道梅西爾發現哪些彗星。現代天文顯學也變成研究他星表中的星雲星團星系來解開恆星演化和宇宙起源。這個古今對比十分有意思。
重點是，梅西爾編列天體目標不是因為他覺得看起來好看壯觀，而是標起來避免他自己花時間看他們，這樣才能把時間花在寶貴的彗星搜尋活動上。雖然因為十八世紀的儀器限制，在星表上的天體代表對現代業餘觀測者來說是亮度保證，但梅西爾選擇天體的標準從來不是因為亮度，但卻誤打誤撞製成了最知名的深空天體列表。金格瑞契教授提到梅西爾星表是望遠鏡深空觀測的濫觴，在梅西爾之前少有專門記錄且都篇幅極短。
梅西爾星表中的天體不一定是他發現的，這只要看亮到不行的M42到45系列就能推測。況且不少古文明都對這些糊糊有自己的詮釋。1758年9月12日，梅西爾在追蹤一顆彗星（C/1758 K1）在金牛座被M1蟹狀星雲誤導做了紀錄。其實早在1731年，一位名為John Bevis的英國醫生已經觀測到了蟹狀星雲。到了1760年9月11日，梅西爾追蹤哈雷彗星時觀測到了寶瓶的M2球狀星團。M2也早在1746年被義大利天文學家Giovanni Domenico Maraldi和卡西尼二世（Jacques Cassini）在追蹤1744年大彗星時紀錄。
又過了四年，梅西爾在1764年五月發現獵犬的M3。根據手稿，他不是在追已知彗星的時候巧遇M3。我們無法得知他突然有了想開始編列天體的計畫，搜尋之後找到M3。還是瞄到M3之後回想起之前看到的兩個天體，覺得無三不成禮可以開始系統性搜尋並撰寫星表。無論如何，當年五月至十月清單增加到了40個天體，橫跨夏初到秋末冬初。10月過後，紀錄告一段落。金格瑞契提到梅西爾列入了數個已知的深空列表，像是哈雷、拉卡依和William Derham of Winchester等人的清單。這些清單最長不超過16個天體，觀測數據也不全，有多個難以考據的天體。在40個梅西爾天體中，大概有一半是梅西爾發現，另一半是摘錄這些清單和古代已知的M6/M7/M31。梅西爾應該是覺得已經把前人已知的星表考據的差不多，就此擱筆。但在隔年1765年一月又加入了大犬座的M41。
到1769年，梅西爾決定把自己的目錄發表在巴黎科學院的期刊上（實際上是Mémoires de l'Academie，但翻成學院回憶錄很怪）。似乎因為覺得41個天體這個數字太奇怪了，就在3月4號晚上觀測了M42到M45，每個天體加了五十字心得送出，湊了45個天體完成第一版星表。
據說梅西爾喜歡整數。另一個例子是在夏末的M39之後引入了赫維留認為是星雲的M40大熊雙星。另有一說是拉卡依在1755年的南天星表共列有42個天體，梅西爾當然輸人不輸陣的（？）努力湊出45個看起來比較厲害。
學會期刊表定1771年出版，但實際上1774年才付梓。不知道是不是學院書面作業緩慢，但梅西爾似乎是1771年才將第一版星圖呈給巴黎科學院。三天過後的1771年2月19日，梅西爾又發現了四個新天體，編目到M49。梅西爾接下來又繼續專心尋找彗星，不特別地毯式掃描，但剛好瞄到或聽說別人的新發現也會列入並記錄出處以方便自己搜尋。M50到M55發現時間橫跨1772到1778年，看分布（麒麟、獵犬、仙后、后髮、人馬*2）就感覺得出有一搭沒一搭。M50到M53的筆記都有提及彗星觀測。M55是拉卡伊發現，梅西爾1764年觀測沒找到，在1778年終於定位，也在同一晚發現M54。1779年波得在天琴座發現彗星（C/1779 A1），途經后髮和室女。梅西爾追彗星同時也跟著收錄M56到M61。這邊有梅西爾繪製的彗星路徑，其中包含了28個梅西爾天體，最多到1781年發現的M100，顯示星圖本身繪於1781年之後。M61本身更是被梅西爾誤認成彗星，過了好幾天才驚覺毫無反應。
M46到M68共23個天體，作為第一版星表增補刊於1783年的Connoissance des Temps （Google翻成Knowledge of the Time）年曆上。順帶一提1783年年曆1780年就已經出版，要提早三年出版不知道是不是為了幫國王計算三年運勢／看黃道吉日搶婚宴場地／排連假出國／先整裝預定船隻準備看金星凌日（？）（反觀前面delay三年的學院回憶錄）
O'meara指出其中共有13個天體是因觀測彗星而得。試著看筆記列出來的結果是：
[確定是找彗星看到的]
3D/1772 E1：M50
C/1773 T1：M51
C/1774 P1：M52
C/1779 A1：M56/57/58/59/60/61
[爭議－筆記中有提到彗星但不能肯定說是找彗星發現]
M53：觀測紀錄時間點是1777，但是在1779彗星經過的時候M53被拿來和彗星比較
M63/M64：筆記中只提到有畫在1779彗星星表上（參照連結）
M66：發現於1780但筆記中說1773年T1彗星有路過M66，但梅西爾認為自己因為彗星亮度影響當時才沒發現M66
[和彗星無關]
M46/47/48/49/54/55/62/65/67/68
啊哈看來O'meara是把筆記中有提到彗星的全部都歸功於觀測彗星所得。尤其63/64我自己推論覺得梅西爾可能為了畫那張星圖，深入研究彗星路徑並細讀其他人的觀測才列入M63/64，原本路過就算有瞄到也沒詳細記錄。根據梅西爾的紀錄M63/64的觀測時間點分別是1779/06/14和1780/03/01，而1779年彗星一月19日到五月19日可見。M63的發現者是梅西爾的助理梅尚（Pierre Méchain），波得則在1779/04/04留下M64的觀測紀錄，但不知道梅西爾當時知不知道這個情報。總之就算梅西爾在看1779年彗星剛好看到M63/64，他也沒有詳查。
梅西爾和梅尚的生平也很值得細讀。梅西爾當初錄取天文台助理是憑著一手好字，他本身不太有科學基礎。但梅尚師從拉朗德，數學底子深厚，可以精確計算彗星軌道。沒有任何史料顯示兩人之間的愛恨情仇，但是以梅西爾對彗星的佔有慾（？），大概會對梅尚的才華忌妒不已，但是又沒辦法不依賴他的計算數據。
梅尚本身不直接編列星表，而是回報他的發現給梅西爾確認才編入。第二版增補觀測時間從1780年八月到1781年四月只有八個月，但梅尚的高效率使得天體數量已經突破一百大關。第二版增補從M69到M103共35個天體，其中17個確認是梅尚發現，但梅西爾在M91的筆記裡寫道：
...49, 58, 59, 60, 61, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, and 91... Most of these nebulae have been pointed out to me by M. Méchain.
所以雖然O'meara的資料上寫84/86/87/88/89/90/91為梅西爾發現，也可能其實梅尚才是真正的發現者，這樣算起來梅尚至多發現了其中24個天體。
[梅尚發現的天體清單]
第一版增補：M63/65/66
第二版增補：M72/74/75/76/77/78/79/85/94/95/96/97/98/99/100/101/103
[梅西爾發現的天體清單（M69起）]
M70/73/80/84/86/87/88/89/90/91/93
[其他人發現的天體清單（M69起）]
M69/71/81/82/83/92
梅西爾確認梅尚的發現之後才列入星表。所以這部分的排序（參照下表）就變得不是依照實際的發現時間。M84到M103都是1781年三四月才發現/紀錄的，梅西爾在截稿死線前爆肝觀測，也只能複查到M100的位置。他還是決定將M101到103列上第二版增補，趕上1784年的天文年曆（又要提前三年！）。不過忙中有錯，造成之後的M102謎團（鋪梗）。而M104以降是近代天文學家根據兩人筆記所推測而增列，之後另開篇幅再寫（又鋪梗）。
[梅尚和梅西爾的觀測時間對照-僅比較梅尚先觀測的天體]
M71：1780/06/28（尚）1780/10/04（西爾）
M72：1780/08/29-30（尚）1780/10/04-05（西爾）
M74：1780九月底（尚）1780/10/18（西爾）
M75：1780/08/27-28（尚）1780/10/05（有月光干擾）&18（西爾）
M76：1780/09/05（尚）1780/10/21（西爾）
M77：1780/10/29（尚）1780/12/17（西爾）
M78：1780年初（尚）1780/12/17（西爾）
M79：1780/10/26（尚）1780/12/17（西爾）
M81/82：1779八月（尚）1781/02/09（西爾）
M85：1781/03/04（尚）1781/03/18（西爾）
M94：1781/03/22（尚）1781/03/24（西爾）
M95：1781/03/20?（尚-根據M96時間推斷）1781/03/24（西爾）
M96：1781/03/20（尚）1781/03/24（西爾）
M97：1781/02/16（尚）1781/03/24（西爾）
M98/99/100：1781/03/15（尚）1781/04/13（西爾）
