天體分析之彌漫星云
彌漫星云
1758年8月28日,梅西葉在巡天搜索彗星的觀測中,突然發(fā)現(xiàn)一個在恒星間沒有位置變化的云霧狀斑塊。梅西葉根據(jù)經(jīng)驗判斷,這塊斑形態(tài)類似彗星,但它在恒星之間沒有位置變化,顯然不是彗星。這是什么天體呢?他的不明天體記錄發(fā)表于1781年,引起天文學(xué)家赫謝爾的高度注意。在經(jīng)過長期的觀察核實后,赫謝爾將這些云霧狀的天體命名為星云。梅西葉將第一次觀察到的那塊模糊星云在自己的星表中編號為M1,就是后來在金牛座中的星云。
天文學(xué)上的星云包含了除行星和彗星外的幾乎所有延展型天體。星云 (Nebula) 英語詞根的原意為“云”。我們有時將星系、各種星團(tuán)及宇宙空間中各種類型的塵埃和氣體都稱為星云。在恒星和恒星之間,常常存在這樣大小不一的星云。
十八、十九世紀(jì)的天文學(xué)家對星云的分類大都只按照它們是否發(fā)光作為標(biāo)準(zhǔn),發(fā)光的就是“亮星云”,不發(fā)光的就是“暗星云”。還有很多人對是否存在暗星云抱有懷疑。19世紀(jì)時,攝影技術(shù)被運(yùn)用到天文觀測上,人們希望在其中能發(fā)現(xiàn)暗星云的痕跡,但是,由于暗星云本身不發(fā)光,很難被觀測到,就更不用說拍攝照片了。因此,直到20世紀(jì)光譜技術(shù)與理論逐漸成熟并被運(yùn)用到天體分析上,天文學(xué)家才分析到暗星云的溫度、密度與組成,這樣一來,才確定有“暗星云”的存在。
老鷹星云是著名的彌漫星云。
隨著觀測技術(shù)越來越發(fā)達(dá),天文學(xué)家根據(jù)星云的形狀、性質(zhì)和發(fā)光情況的不同,將星云分為:彌漫星云、超新星遺跡、行星狀星云。前面所說的“亮星云”和“暗星云”可以歸到彌漫星云中去。
彌漫意為朦朧、云霧。彌漫星云沒有規(guī)則的形狀,也沒有明顯的邊界,一般都得使用望遠(yuǎn)鏡才能觀測到,很多只有用天體照相機(jī)作長時間曝光才能顯示出它們的美貌。
彌漫星云中的亮星云,又可以分為發(fā)光星云和反射星云。發(fā)光星云的內(nèi)部或鄰近通常都有大批的恒星,通過星云光譜分析光線的譜線發(fā)現(xiàn),星云中的激發(fā)狀態(tài)的氣體,受到這些恒星強(qiáng)烈輻射的激發(fā)而發(fā)出帶有顏色的光。這些恒星所發(fā)出的紫外線會電離星云內(nèi)的氫氣,使其發(fā)光,而氫氣受激發(fā)時發(fā)出的光是偏紅的,所以這類星云通常呈紅色。
昴宿星團(tuán)中的散發(fā)藍(lán)色光芒的反射星云
彌漫星云中的反射星云,本身不發(fā)光;星云中的星際物質(zhì),如星際氣體、塵埃和粒子流等受到鄰近恒星的照射,發(fā)出帶有顏色的光。一般來說,光線通過微塵時,被星際物質(zhì)散射,紅光比較容易通過,沿原來的方向傳播,而藍(lán)光比較容易散射,傳到我們的方向,所以反射星云大都呈藍(lán)色,光芒較弱。前面我們講到的昴宿星團(tuán)中,就存在一個散發(fā)著朦朧的藍(lán)色光芒的反射星云,在透明度高又沒有月亮的晚上,利用望遠(yuǎn)鏡就可以看到整個星團(tuán)被藍(lán)色星云包裹。
暗星云本身并不發(fā)光,也沒有反射光線,所以一般很難被直接觀測到,暗星云的密度比較高,這使得它們不能透光,所以在明亮的背景前就顯得非常黑暗。我們只能通過在較亮恒星或星云背景上的暗黑剪影,才能發(fā)現(xiàn)它。這些巨大的“暗星云”中沒有星星,它們吸掉來自其后面遠(yuǎn)方天體發(fā)的光。著名的“暗星云”如馬頭星云。
馬頭星云(NGC2024)是位于獵戶座的暗星云,肉眼看不到它,透過投影能夠看到它的外觀,因形狀十分像馬頭的剪影,故被稱為馬頭星云。馬頭星云離地球1300光年,是暗星塵和氣體的一部分。該星云后正在增長的紅色部分是由被附近獵戶座σ電離的氫氣所產(chǎn)生的。馬頭星云黑暗部分由厚厚的暗星云造成,頭頸部下方對左邊撒下陰影。離開星云的氣流因為磁場原因而呈現(xiàn)出漏斗狀。
馬頭星云的剪影
大部分的星云形狀都不規(guī)則,都可以稱作形狀不規(guī)則的彌漫星云。它們主要分布在銀道面附近。比較著名的彌漫星云有獵戶座大星云、馬頭星云等。
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