行星狀星云是恒星晚年演化的結(jié)果
行星狀星云
除了彌漫星云之外,另一種星云就是行星狀星云,這個(gè)名字與威廉·赫謝爾有關(guān)。1781年,赫謝爾發(fā)現(xiàn)天王星后,被選為英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)員,除了觀(guān)測(cè)恒星外,赫謝爾還觀(guān)察一些非恒星天體,并且將這些非恒星天體分類(lèi),其中一類(lèi)就是“行星狀星云”,表示它不像恒星一樣是個(gè)光點(diǎn),而是像行星一樣呈現(xiàn)圓盤(pán)狀,同時(shí)它的顏色呈現(xiàn)藍(lán)綠色,就像在1781年新發(fā)現(xiàn)的天王星一樣。因此,這個(gè)名字被保留下來(lái)。行星狀星云有美麗的外觀(guān),因而常常吸引天文愛(ài)好者的目光。
“行星狀星云”一般會(huì)有圓形、扁圓形或環(huán)形等形狀,在“行星狀星云”的中央,都有一顆高溫恒星,稱(chēng)為“行星狀星云”的中央星。這是正在演化成白矮星的恒星。據(jù)估計(jì),“行星狀星云”的壽命平均約為3萬(wàn)年左右。這類(lèi)星云的出現(xiàn),象征著恒星已到晚年。普遍“行星狀星云”的“生命”是十分短暫的,通常這些氣殼會(huì)在數(shù)萬(wàn)年之內(nèi)逐漸消失。
“行星狀星云”和彌漫星云有著完全不同的性質(zhì),它與恒星的生命密切相關(guān)。當(dāng)一顆低質(zhì)量恒星(比如和太陽(yáng)大小差不多的恒星)步入晚年時(shí),因其核心的氦燃料耗盡,便會(huì)膨脹成紅巨星。當(dāng)膨脹至某一程度,便會(huì)再次向內(nèi)坍縮。在這過(guò)程之中,中心則會(huì)形成白矮星,而部分物質(zhì)會(huì)繼續(xù)向外膨脹,形成氣殼,即我們所說(shuō)的“行星狀星云”,最后趨于消散。
八字形的行星狀星云(NGC3132)
在銀河系存在期間(大約10億~100億年),將近有10億~100億個(gè)恒星,經(jīng)歷過(guò)“行星狀星云”階段。因此,這種天體很可能是一種普遍存在的天體。銀河系中大部分恒星,很可能都要經(jīng)過(guò)“行星狀星云”而后才“死亡”??梢?jiàn),“行星狀星云”是恒星晚年演化的結(jié)果。
環(huán)狀星云(M57)可能是天空中最著名的環(huán)狀天體了。天文學(xué)家使用太空望遠(yuǎn)鏡所拍攝的數(shù)張影像,制作出這張精彩的高解析照片,影像所選用的色澤是用來(lái)標(biāo)示這團(tuán)恒星壽命的溫度分布。藍(lán)色代表靠近高溫中心星區(qū)域的熾熱氣體,慢慢地轉(zhuǎn)變?yōu)檩^外面也是較低溫的綠色和黃色區(qū)域,以及最邊緣也是最低溫的紅色氣體。 除此之外,在星云的邊緣附近,還可以看到許多黝黑的條狀結(jié)構(gòu)。環(huán)狀星云位在北天的天琴座內(nèi),大小約為1光年,距離我們約有2000光年。
天琴座環(huán)狀星云(M57)
行星狀星云的氣殼在膨脹,速度為10~50千米/秒。它的化學(xué)組成和恒星差不多,其質(zhì)量一般在0.1~1個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量之間,密度在每立方厘米100~10000個(gè)原子(或者離子)之間,溫度為6000~10000K,中心星的溫度則高達(dá)30000K以上。
不是所有“行星狀星云”都是呈圓面的,有些“行星狀星云”的形狀十分獨(dú)特,如位于狐貍座的啞鈴星云及英仙座中的小啞鈴星云等。
狐貍座啞鈴星云列于梅西葉星表的第27位,故又稱(chēng)M27星云。它的赤道坐標(biāo)為:赤經(jīng)19時(shí)59.6分;赤緯+22°43′(2000.0)。角大小為8′×4′,距離為300秒差距,975光年。在“行星狀星云”中它并不是最大的,也不是最亮的。由于較大的“行星狀星云”均比較暗,而最亮的“行星狀星云”又很小,因此狐貍座的啞鈴星云就成為最容易觀(guān)測(cè)的“行星狀星云”了。
1764年7月12日法國(guó)天文學(xué)家梅西葉首次觀(guān)測(cè)到它時(shí)這樣記述:一個(gè)沒(méi)有恒星的云霧狀天體,用3.5英寸的望遠(yuǎn)鏡很容易觀(guān)測(cè)到它,外形呈卵形,其中沒(méi)有任何恒星。但現(xiàn)在M27 的核心恒星是一顆12等的恒星,用口徑6 英寸的望遠(yuǎn)鏡很容易看到它。
如今,仙女座星系中就已發(fā)現(xiàn)300多個(gè)“行星狀星云”;大麥哲倫星系中發(fā)現(xiàn)400多個(gè)“行星狀星云”;小麥哲倫星系中發(fā)現(xiàn)200多個(gè)“行星狀星云”。
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