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星雲
星雲天體
星雲(Nebula),是稀薄的氣體或塵埃構成的天體之一。包含了除行星和彗星外的幾乎所有延展型天體。它們的主要成份是氫,其次是氮,還含有一定比例的金屬元素和徠非金屬元素。1990年哈勃望遠鏡升空以來的研究還發現含有有機分子等物質。
星雲(源自拉丁文的:nebulae或nebulæ,與ligature或nebulas,意思就是 雲pl.)是塵埃、氫氣、氮氣、和其他電離氣體聚集的星際雲。原本是天文學上通用的名詞,泛指任何天文上的擴散天體,
星雲
星雲是由星際空間的氣體和塵埃結合成的雲霧狀天體。星雲里的物質密度是很低的,若拿地球上的標準來衡量的話,有些地方是真空的。可是星雲的體積十分龐大,常常方圓達幾十光年。所以,一般星雲比太陽要重得多。
星雲的形狀是多姿多態的。星雲和恆星有著“血緣”關係。恆星拋出的氣體將成為星雲的部分,星雲物質在引力作用下壓縮成為恆星。在一定條件下,星雲和恆星是能夠互相轉化的。
星雲
人們甚至猜想,恆星是由星際氣體“凝結”而成的。星際塵埃是一些很小的固態物質,成分包括碳合物、氧化物等。每立方厘米10-100個原子(事實上這比實驗室里得到的真空要低得多)。
行星狀星雲的樣子有點像吐的煙圈,中心是空的,而且往往有一顆很亮的恆星。恆星不斷向外拋射物質,形成星雲。可見,行星狀星雲是恆星晚年演化的結果。比較著名的有寶瓶座耳輪狀星雲和天琴座環狀星雲。
星雲
就發光性質來說,可分為:被中心或附近的高溫照明星(早於B1型的)激發發光的發射星雲,因反射和散射低溫照明星(晚於B1型)的輻射而發光的反射星雲,部分地或全部地擋住背景恆星的暗星雲(如獵戶座馬頭)。前兩種統稱為亮星雲,其中亮度時有變化的叫作變光星雲。反射星雲同暗星雲的區別,僅僅是在於照明星、星雲和觀測者三者相對位置的不同。
星雲團
由於早期望遠鏡解析度不夠高,河外星系及一些星團看起來呈雲霧狀,因此把它們也稱之為星雲。哈勃測得仙女座大星雲距離后,證實某些星雲其實是和我們銀河系相似的恆星系統。由於歷史習慣,某河外星系有時仍被稱之為星雲,例如大小麥哲倫星雲,仙女座大星雲等。
鷹狀星雲
星際物質與天體的演化有著密切的聯繫。觀測證實,星際氣體主要由氫和氮兩種元素構成,這跟恆星的成分是一樣的。其實,恆星就是由星際氣體“凝結”而成的。星際塵埃是一些很小的固態物質,成分包括碳合物、氧化物等。
星際物質在宇宙空間的分佈並不均勻。在引力作用下,某些地方的氣體和塵埃可能相互吸引而密集起來,形成雲霧狀。人們形象地把它們叫做“星雲”。按照形態,銀河系中的星雲可以分為瀰漫星雲、行星狀星雲等幾種。
同恆星相比,星雲具有質量大、體積大、密度小的特點。一個普通星雲的質量至少相當於上千個太陽,半徑大約為10光年。
發射星雲
發射星雲、反射星雲、暗星雲
發射星雲
發射星雲是受到附近熾熱光量的恆星激發而發光的,這些恆星所發出的紫外線會電離星雲內的氫氣(HⅡ regions),令它們發光。發射星雲能輻射出各種不同色光的遊離氣體雲(也就是電漿)。造成遊離的原因通常是來自鄰近恆星輻射出來的高能量光子。這些不同的發射星雲有些類型是氫Ⅱ區,也就是年輕恆星誕生的場所,大質量恆星的光子是造成遊離的來源;而行星狀星雲是垂死的恆星拋出來的外殼被曝露的高熱核心加熱而被遊離的。
星雲的顏色取決於化學組成和被遊離的量,由於在星際間的氣體絕大部分都是在相對下只要較低能量就能遊離的氫,所以許多發射星雲都是紅色的。如果有更高的能量能造成其他元素的遊離,那麼綠色和藍色的雲氣都有可能出現。經由對星雲光譜的研究,天文學家可以推斷星雲的化學元素。大部分的發射星雲都有90%的氫,其餘的部份則是氦、氧、氮和其他的元素。
馬頭星雲
發射星雲經常會有黑斑出現,這是雲氣中的塵埃阻擋了光線造成的。發射星雲和塵埃的組合經常會造成一些看起來很有趣的天體,而許多這一類的天體都會有傳神或有比喻的名稱,例如北美洲星雲和錐星雲。有些星雲是由反射星雲和發射星雲結合在一起的,例如:三裂星雲。
反射星雲
反射星雲是靠反射附近恆星的光線而發光的,呈藍色。[由於散射對藍光比對紅光更有效率(這與天空呈現藍色和落日呈現紅色的過程相同),所以反射星雲通常都是藍色]
以天文學的觀點,反射星雲只是由塵埃組成,單純的反射附近恆星或星團光線的雲氣。這些鄰近的恆星沒有足夠的熱讓雲氣像發射星雲那樣因被電離而發光,但有足夠的亮度可以讓塵粒因散射光線而被看見。因此,反射星雲顯示出的頻率光譜與照亮他的恆星相似。
暗星雲
星雲
暗星雲的密度足以遮蔽來自背景的發射星雲或反射星雲的光(比如馬頭星雲),或是遮蔽背景的恆星。天文學上的消光通常來自大的分子云內溫度最低、密度最高部份的星際塵埃顆粒。大而複雜的暗星雲聚合體經常與巨大的分子云聯結在一起,小且孤獨的暗星雲被稱為包克球。這些暗星雲的形成通常是無規則可循的:它們沒有被明確定義的外型和邊界,有時會形成複雜的蜒蜒形狀。巨大的暗星雲以肉眼就能看見,在明亮的銀河中呈現出黑暗的補丁。在暗星雲的內部是發生重要事件場所,比如恆星的形成。
可分為:
蟹狀星雲
瀰漫星雲
瀰漫星雲正如它的名稱一樣,沒有明顯的邊界,常常呈現為不規則的形狀,猶如天空中的雲彩,但是它們一般都得使用望遠鏡才能觀測到,很多只有用天體照相機作長時間曝光才能顯示出它們的美貌。它們的直徑在幾十光年左右,密度平均為每立方厘米10-100個原子(事實上這比實驗室里得到的真空要低得多)。
它們主要分佈在銀道面(HOTKEY)附近。比較著名的瀰漫星雲有獵戶座大星雲、馬頭星雲等。瀰漫星雲是星際介質集中在一顆或幾顆亮星周圍而造成的亮星雲,這些亮星都是形成不久的年輕恆星。
行星狀星雲
絢爛的星雲
樣子有點像吐的煙圈,中心是空的,而且往往有一顆很亮的恆星在行星狀星雲的中央,稱為行星狀星雲的中央星,是正在演化成白矮星的恆星。中央星不斷向外拋射物質,形成星雲。可見,行星狀星雲是恆星晚年演化的結果,它們是如太陽差不多質量的恆星演化到晚期,核反應停止后,走向死亡時的產物。
比較著名的有寶瓶座耳輪狀星雲和天琴座環狀星雲,這類星雲與瀰漫星雲在性質上完全不同,這類星雲的體積處於不斷膨脹之中,最後趨於消散。行星狀星雲的“生命”是十分短暫的,通常這些氣殼會在數萬年之內便會逐漸消失。
超新星遺跡
超新星遺跡也是一類與瀰漫星雲性質完全不同的星雲,它們是超新星爆發后拋出的氣體形成的。與行星狀星雲一樣,這類星雲的體積也在膨脹之中,最後趨於消散。
最有名超新星遺跡是金星座中的蟹狀星雲。它是由一顆在1054年爆發的銀河系內的超新星留下的遺跡。在這個星雲中央已發現有一顆中子星,但因為中子星體積非常小,用光學望遠鏡不能看到。它是因為它有脈衝式的無線電波輻射而發現的,並在理論上確定為中子星。
雙極星雲
雙極星雲
雖然還不知道構成星雲的確實成因,它可能是一種稱為雙極逸流的物理過程,即恆星將高能量的粒子拋出成為流束由兩極向外流出的現象。一種理論認為這些流出物會與環繞在恆星周圍的物質碰撞(可能是星際塵埃,或是在早先的超新星事件中環繞在周圍的殼層)。
最初所有在宇宙中的雲霧狀天體都被稱作星雲。後來隨著天文望遠鏡的發展,人們的觀測水準不斷提高,才把原來的星雲劃分為星團、星系和星雲三種類型。
有的星雲是恆星的出生地,星雲的塵埃在引力下漸漸收縮成為新的星,如獵戶座的M42星雲也有的是老恆星爆炸后的殘骸,如天鵝座的網狀星雲。
星雲常根據它們的位置或形狀命名,例如:獵戶座大星雲,天琴座大星雲。
星雲
典型的星系,從只有數千萬(107)顆恆星的矮星系到上兆(1012)顆恆星的橢圓星系都有,全都環繞著質量中心運轉。除了單獨的恆星和稀薄的星際物質之外,大部分的星系都有數量龐大的多星系統、星團以及各種不同的星雲。
歷史上,星系是依據它們的形狀分類的(通常指它們視覺上的形狀)。最普通的是橢圓星系,有著橢圓形狀的明亮外觀;漩渦星系是圓盤的形狀,加上彎麴塵埃的旋渦臂;形狀不規則或異常的,通常都是受到鄰近的其他星系影響的結果。鄰近星系間的交互作用,也許會導致星系的合併,或是造成恆星大量的產生,成為所謂的星爆星系。缺乏有條理結構的小星系則會被稱為不規則星系。
在可以看見的可觀測宇宙中,星系的總數可能超過一千億(1011)個以上。大部分的星系直徑介於1,000至100,000秒差距,彼此間相距的距離則是百萬秒差距的數量級。星系際空間(存在於星系之間的空間)充滿了極稀薄的等離子,平均密度小於每立方米一個原子。多數的星系會組織成更大的集團,成為星系群或團,它們又為聚集成更大的超星系團。這些更大的集團通常被稱為薄片或纖維,圍繞在宇宙中巨大的空洞周圍。
雖然我們對暗物質的了解很少,但在大部分的星系中它都佔有大約90%的質量。觀測的資料顯示超重黑洞存在於星系的核心,即使不是全部,也佔了絕大多數,它們被認為是造成一些星系有著活躍的核心的主因。銀河系,我們的地球和太陽系所在的星系,看起來在核心中至少也隱藏著一個這樣的物體。
反射星雲
恆星也有自己的生命史,它們從誕生、成長到衰老,最終走向死亡。它們大小不同,色彩各異,演化的歷程也不盡相同。恆星與生命的聯繫不僅表現在它提供了光和熱。實際上構成行星和生命物質的重原子就是在某些恆星生命結束時發生的爆發過程中創造出來的。
上帝之眼
上帝之眼
“上帝之眼”處於距地球700光年遠的寶瓶座,實際上,業餘天文愛好者通過小型望遠鏡可以隱約看見它,他們稱其為螺旋星雲(Helix Nebula),覆蓋的天空區域大概相當於一輪滿月的四分之一。這張罕見、壯觀的照片是由架設於智利拉西拉山頂的歐洲南方天文台的一台巨型望遠鏡拍攝到的。照片是如此的清晰,我們甚至可以在中央“眼珠”里看到遙遠星系。
上帝之唇
星雲 - “上帝之唇”
這顆正在衰亡的恆星船底座V385距地球16000光年,是銀河系最大的天體之一。它的質量是太陽的35倍,亮度是太陽的100多萬倍,在進入暮年後迅速燃燒,內部的物質被釋放出來形成星雲。
星雲[星雲天體]
我們能夠看見發光星雲是出於兩個原因。第一個原因,是由於星際氣體反射星光而被我們看見。第二個原因,則如這片鷹狀星雲,是許多新形成的恆星所發出的紫外線照射星雲內部的氣體,使之電離而發光。
在鷹狀星雲里可以看到一個向內伸出的柱狀突出區域,哪裡的氣體非常濃密,以致於紫外線難以攝入。那裡的氣體受到周圍恆星發出的恆星風的壓縮,也是一個有可能形成新恆星的區域。
天鵝座方向距離地球1600光年的星雲NGC6960的美麗圖像。它的形狀猶如拍打出水波的慾望,因此常被稱為”面紗星雲“。
星雲[星雲天體]
面紗星雲的實際形狀其實是一個很大的球形,此圖片顯示的只是它西側的一部分。面紗星雲的東西方向正好是天河,亦即銀河系銀道面的方向,在這個方向星際氣體的密度較大。因此,面紗星雲在此圖片上能夠顯示如此清晰的影像。