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星云有哪些种类(第1页)

星云有哪些种类

西方有一个关于“火凤凰”古老的美丽神话。火凤凰原本是在阿拉伯沙漠中生活的一只神鸟,寿命可长达几百年。当它感觉自己生命即将衰竭时,就筑起了一个由香木组成的巢窝,并在里面发光自焚。它身上的污秽被烈火烧尽,于是在一片灰烬中它又获得了新生……这样循环不已,神鸟就得到了永生。

18世纪,德国著名哲学家康德就把天体及天体系统比做“火凤凰”。他认为,大自然的火凤凰自焚是为了能从它的灰烬中恢复青春,从而得到永生。可以说,从星云中脱胎而出的恒星,就是一只“火凤凰”,在漫长的岁月里,它经历过主序星、红巨星、变星(有时候是超新星)、致密星(即白矮星、中子星及黑洞),然后终结自己的一生,有的又变成了星云物质。经过这样的过程,新的恒星又会从这些灰烬(星云)中孕育出来。当然新诞生的第二代恒星严格来说在化学组成上与第一代恒星是不一样的,第二代的重元素含量比较多,而且恒星“辈分”越后,重元素的含量就越多。也有人把鸡和蛋比喻星云和星的关系,星云中生出了恒星,恒星又转化为星际间的弥漫物质……如此循环不已。

由此可见,宇宙中耀眼的星星固然十分重要,但也不应冷落了表面暗淡的星云。

*星云的发现

1758年8月28日晚,法国天文学爱好者梅西耶在巡天搜索彗星的观测中,突然发现一个云雾状斑块在恒星间没有位置变化。根据经验梅西耶判断,这块斑形态类似彗星,但它显然又不是彗星,因为在恒星之间没有位置变化。

这是什么天体呢?在没有揭开答案之前,梅西耶详细地记录下这类发现(截止到1784年,共有103个)。把在金牛座中第一次发现的云雾状斑块列为第一号,即M1(“M”是梅西耶名字的缩写字母)。

现在,我们仍然在被使用梅西耶当年建立的星云天体序列,他于1781年发表了不明天体记录(梅西叶星表),这引起了英国著名天文学家威廉·赫歇尔的高度注意。在经过长期的观察核实后,赫歇尔将这些云雾状的天体命名为星云。

现今,凭肉眼我们只能看见4个云絮状光斑,分别是猎户大星云(M42)、仙女大星云(M31)、大麦哲伦云和小麦哲伦云,但其中却有3个是“冒牌货”。因为仙女大星云及大、小麦哲伦云都是庞大星系,是由万千恒星、星团组成的,与银河系处于相同的层次,因此过去称它们为河外星云不合适的,现在这个叫法也被废弃了,取而代之的名称是河外星系,简称星系。惟有M42才是真正的银河系中的云状物质。

在冬天的晴夜,如果观测条件良好,从猎户的悬挂宝剑中我们可以见到一团“云气”。根据测定,M42(或称NGCl976)的距离为460秒差距,其直径约5秒差距,质量为300M。在M42那儿,我们发现了许多原恒星、红外星、天体及球状体,这是它的最引人之处,可见正是它,孕育出了新的恒星,因而备受天文学家的注目。

*星云的种类

星云是银河系内一切非恒星状的气体尘埃云,就形态来说,银河系中的星云物质可以分为弥漫星云、行星状星云和超新星遗迹;就发光性质来说,可分为发射星云、反射星云和暗星云。

正如它的名称一样,弥漫星云没有明显的边界,形状犹如天空中的云彩,常常很不规则,但一般都得使用望远镜才能观测到它们,很多时候要显示出它们的美貌,只有用天体照相马头星云机作长时间曝光。弥漫星云的直径在几十光年左右,平均密度为10~100个原子立方厘米,主要在银道面附近分布。比较著名的弥漫星云有猎户座大星云、马头星云等。

在几十个已知的弥漫星云中,只有一个蜘蛛星云位于大麦哲伦云(星系)中,而不在银河系内。蜘蛛星云也是迄今所知的最大的星云。据测定,它的直径是猎户星云的34倍,达170秒差距,总质量为106M。

行星状星云呈圆形、扁圆形或环形,有些很像大行星,但和行星没有任何关系。也不是所有行星状星云都呈圆面,有些行星状星云(如位于狐狸座的M27哑铃星云及英仙座中M76小哑铃星云等)的形状十分独特,中心是空的,样子就有点像吐的烟圈,且在行星状星云的中央往往有一颗很亮的恒星,称为行星状星云的中央星(是正在演化成白矮星的恒星)。中央星不断向外抛射物质,形成星云。可见,恒星的晚年演化产生了行星状星云,是恒星(质量和太阳差不多)演化到晚期,核反应停止后,走向死亡时的产物。其中宝瓶座耳轮状星云和天琴座环状星云比较著名,在性质上这类星云与弥漫星云完全不同,它们的体积一直都在膨胀之中,最后趋于消散。行星状星云的“生命”十分短暂,通常这些气壳会在数万年之内逐渐消失。

超新星遗迹这种星云也与弥漫星云的性质完全不同,它们是超新星爆发后抛出的气体形成的。这类星云与行星状星云一样,体积也在膨胀之中,最后也趋于消散。金星座中的蟹状星云是最有名的超新星遗迹,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,已经发现了一颗中子星,但中子星的体积非常小,即使用光学望远镜看不到。它的被发现是因为被观测到有脉冲式的无线电波辐射,并在理论上被确定为中子星。

虽然星云的边界不是很明显,但直径大致为1300光年,平均约为几十光年。星云中的物质主要是氢和氦,比例与恒星中相仿,此外,还有少量的氟、硫、氧、氯、碳、氩及钠、钙、镁、钾、铁等元素,甚至还有一些有机分子,只是它们的密度仅比星际空间高几十一几百倍,都极其稀薄,每立方厘米中仅有几十到几百个粒子。但因其体积庞大,所以在银河系中,质量的小星云也有太阳质量的十分之几,大的甚至可达太阳质量的几千倍,平均为10M左右。

相关链接——发射星云、反射星云和暗星云

发射星云发光是因为受到附近炽热光量的恒星激发,这些恒星所发出的紫外线会使星云内的氢气电离,令它们发光。一颗年轻的恒星通常在诞生过程中都会造成周围部分气体游离,虽然只有质量大且热的恒星才能产生大量的游离,但一群年轻的星团往往也可以造成相同的结果。

多数发射星云都是红色的,如果有造成其他元素游离的更高的能量,那么也可能出现绿色和蓝色的云气。天文学家经由对星云光谱的研究,对星云的化学元素进行推断,认为大部分的发射星云都有90%的氢,其余则是氦、氧、氮和其他的元素。

反射星云发光(呈蓝色)是靠反射附近恒星的光线。以天文学的观点看,反射星云只是由尘埃组成,单纯地对附近恒星或星团光线的云气进行反射。这些邻近的恒星没有足够的热让云气因被电离而发光(就像发射星云那样),但却有足够的让尘粒因散射光线可见的亮度。因此,反射星云显示出的频率光谱与照亮它的恒星相似。

如果气体尘埃星云附近没有亮星,则星云将是黑暗的,这就形成了暗星云。由于暗星云本身不发光,也没有供它反射的光,但可以对来自它后面的光线进行吸收和散射,因此在恒星密集的银河中以及明亮的弥漫星云的衬托下可以被发现。

暗星云的密度很高,足以遮蔽来自背景的发射或反射星云(比如马头星云)的光,或是遮蔽背景的恒星。通常这些暗星云的形成并无规则可循,外型和边界也没有被明确定义,有时会形成复杂的蜒蜒形状。以肉眼就能看见巨大的暗星云,在明亮的银河中会呈现出黑暗的补丁。

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