认识星云

天文知识 · 2016-10-31 14:17:16

星云的概念 　　星云 (Nebula) 包含了除行星和彗星外的几乎所有延展型天体。星云 (Nebula) 英语词根的原意为“云”。我们有时将星系、各种星团及宇宙空间中各种类型的尘埃和气体都称为星云。 　　　　有关星际物质(星云) 　　当我们提到宇宙空间时，我们往往会想到那里是一无所有的、黑暗寂静的真空。其实，这不完全对。恒星之间广阔无垠的空间也许是寂静的，但远不是真正的“真空”，而是存在着各种各样的物质。这些物质包括星际气体、尘埃和粒子流等，人们把它们叫做“星际物质”。 　　星际物质与天体的演化有着密切的联系。观测证实，星际气体主要由氢和氦两种元素构成，这跟恒星的成分是一样的。人们甚至猜想，恒星是由星际气体“凝结”而成的。星际尘埃是一些很小的固态物质，成分包括碳合物、氧化物等。 　　星际物质在宇宙空间的分布并不均匀。在引力作用下，某些地方的气体和尘埃可能相互吸引而密集起来，形成云雾状。人们形象地把它们叫做“星云”。按照形态，银河系中的星云可以分为弥漫星云、行星状星云等几种。 　　　　星云的种类 　　１.暗星云 　　明亮的弥漫星云之所以明亮，是因为有一颗或几颗亮恒星的照耀。如果气体尘埃星云附近没有亮星，则星云将是黑暗的，即为暗星云。 　　暗星云由于它既不发光，也没有光供它反射，但是将吸收和散射来自它后面的光线，因此可以在恒星密集的银河中以及明亮的弥漫星云的衬托下发现。 　　　　２.超新星遗迹 　　超新星遗迹也是一类与弥漫星云性质完全不同的星云，它们是超新星爆发后抛出的气体形成的。与行星状星云一样，这类星云的体积也在膨胀之中，最后也趋于消散。 　　最有名超新星遗迹是金牛星座中的蟹状星云。它是由一颗在1054年爆发的银河系内的超新星留下的遗迹。在这个星云中央已发现有一颗中子星，但因为中子星体积非常小，用光学望远镜不能看到。它是因为它有脉冲式的无线电波辐射而发现的，并在理论上确定为中子星。 　　　　３.弥漫星云 　　弥漫星云正如它的名称一样，没有明显的边界，常常呈现为不规则的形状，犹如天空中的云彩，但是它们一般都得使用望远镜才能观测到，很多只有用天体照相机作长时间曝光才能显示出它们的美貌。它们的直径在几十光年左右，密度平均为每立方厘米10-100个原子（事实上这比实验室里得到的真空要低得多）。它们主要分布在银道面（HOTKEY）附近。比较著名的弥漫星云有猎户座大星云、马头星云等。弥漫星云是星际介质集中在一颗或几颗亮星周围而造成的亮星云，这些亮星都是形成不久的年青恒星。 　　　　４.行星状星云 　　行星状星云呈圆形、扁圆形或环形，有些与大行星很相像，因而得名。样子有点像吐的烟圈，中心是空的，而且往往有一颗很亮的恒星。恒星不断向外抛射物质，形成星云。可见，行星状星云是恒星晚年演化的结果。比较著名的有宝瓶座耳轮状星云和天琴座环状星云这类星云与弥漫星云在性质上完全不同，它们是如太阳差不多质量的恒星演化到晚期，核反应停止后，走向死亡时的产物。这类星云的体积在膨胀之中，最后趋于消散。在行星状星云的中央，都有一颗高温恒星，称为行星状星云的中央星。这是正在演化成白矮星的恒星。 　　　　星云的成分 　　星云是由宇宙中的尘埃及气体所形成的，其主要成分是氢气。简单来说，可分为四类：发射星云、反射星云、暗黑星云及行星状星云。 　　　　发射星云 　　发射星云是受到附近炽热光量的恒星激发而发光的，这些恒星所发出的紫外线会电离星云内的氢气（Hii regions），令到它们发光。在天空中有很多为人熟悉的发射星云，如M42猎户座大星云，其目视星等为4等，肉眼可见。它距离我们1600光年，而直径为30光年。利用小口径望远镜已能轻易观测得到气状的情况以及位于其中心部分的四合星（利用大口径望远镜可看到六颗），这四合星是在猎户座大星云中心形成的。 　　　　反射星云 　　反射星云与呈红色的发射星云不同，反射星云是靠反射附近恒星的光线而发光的，呈蓝色。反射星云的光度较暗弱，较容易观测到的例子是围绕著金牛座M45七姊妹星团的反射星云，在透明度高及无月的晚上，利用望远镜便可看到整个星团是被淡蓝色的星云包裹著的。 　　　　暗星云 　　暗星云本身不会发光，亦没有恒星包含其中，而它能够被发现是由于它遮挡了背景的星云或恒星的光线，从而给我们看到的。著名的几个暗星云如南天的煤袋星云和北天猎户座里的马头星云（B33）。马头星云更被业余的天文同好视为目视深空天体观测之终极。本港观测过马头星云的天文同好不超过十人，原因是要看到它，非要借助大口径望远镜不可。 　　　　行星状星云 　　与先前提及的三类星云不同，行星状星云是恒星晚年时的产物。透过望远镜观测，大部分行星状星云呈像行星般的圆盘状，实则与行星没有任何关系。 　　当一颗低质量恒星步入晚年时便会膨胀成红巨星，而当膨胀至某一程度，便会再次向内塌缩，在这过程之中，部分物质会继续向外膨胀，形成气壳（即我们所说的行星状星云），而中心则会形成白矮星。普遍行星状星云的「生命」是十分短暂的，通常这些气壳会在数万年之内便会逐渐消失。不是所有行星状星云都是呈圆面的，有些行星状星云的形状十分独特，如位於狐狸座的M27哑铃星云及英仙座中M76小哑铃星云等。　 　　本世纪初，云雾状天体也被称为星云。但现在我们知道，它们其实是离地球远比那些星云遥远的庞大恒星系。我们的银河系也是已知的上亿个恒星系中的一个。一个典型恒星系的跨度约为十万光年。 　　由气体和尘埃物质组成的，除个别外，多数星云必须借助望远镜才能看到，在望远镜里呈云雾状外表的天体。 　　星云有亮的有暗的，亮星云是反射近旁的星光或被激发发光；暗星云是吸收后面的星光，看起来是亮背景中的暗星云，但它们本质相同。 　　　　　　星云的特点 　　同恒星相比，星云具有质量大、体积大。密度小的特点。一个普通星云的质量至少相当于上千个太阳，半径大约为10光年。 　　　　星云和恒星的转化 　　星云的物质密度十分稀薄，主要成分是氢。根据理论推算，星云的密度超过一定的限度，就要在引力作用下收缩，体积变小，逐渐聚集成团。一般认为恒星就是是云在运动过程中，在引力作用下，收缩、聚集、演化而成的。恒星形成以后，又可以大量抛射物质到星际空间，成为星云的一部分原材料。所以，恒星与星云在一定条件下是可以互相转化的。恒星也有自己的生命史，它们从诞生、成长到衰老，最终走向死亡。它们大小不同，色彩各异，演化的历程也不尽相同。恒星与生命的联系不仅表现在它提供了光和热。实际上构成行星和生命物质的重原子就是在某些恒星生命结束时发生的爆发过程中创造出来的。 　　来源：哈尔滨工业大学网上航天馆

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