一、星云是什么?

星云是一种由星际空间的气体和尘埃组成的云雾状天体星云中的物质密度是非常低的。如果拿地球上的标准来衡量,有些地方几乎就是真空。但星云的体积非常庞大,往往方圆达几十光年。因此,一般星云比太阳还要重得多。

星云的形状千姿百态。有的星云形状很不规则,呈弥漫状,没有明确的边界,叫弥漫星云;有的星云像一个圆盘,淡淡发光,很像一个大行星,所以称为行星状星云。

弥漫星云比行星状星云要大得多、暗得多,密度更小。弥漫星云中又有暗星云和亮星云之分。暗星云是一种不发光的星云,人们所以还能看见它,是由于暗星云本身掩蔽了天空背景射来的星光。银河中的许多暗区,正是由于暗星云存在的缘故。亮星云是一种发光的星云,它中央有一颗温度很高的恒星辐射出强烈的紫外线,星云吸收后再转换成可见光辐射而发光。

行星状星云是一种带有暗弱延伸视面的发光天体,通常呈圆盘状或环状。在它们的中央,都有一个体积很小、温度很高的核心星。观测表明,行星状星云在不断膨胀之中,密度变得越来越小。现在已发现的行星状星云有一千多个。

从星云和恒星演化的角度看,星云和恒星有着“血缘”关系。恒星抛射出的气体会成为星云的一部分,而星云物质在引力作用下可能收缩成为恒星。在一定条件下,它们是可以互相转化的。如环状星云就是它的中心星“喷云吐雾”的结果;蟹状星云是超新星爆发时产生的“硝烟”;而猎户座大星云正在精心地哺育着一个“太阳”。研究星云对探索恒星的形成、星前物质和星际物质的成分等,都有极为重要的意义。

二、什么是行星状星云?

行星状星云实际上是一些垂死的恒星抛出的尘埃和气体壳,直径一般在1光年左右。我们通过望远镜观察,它们呈椭圆状面、圆形或者环形,和某些大行星很相似,因此被人们称作行星状星云,但它们却和行星有着天壤之别。它们属于发射星云中的一种,由于自身的自转导致形状比较扁,如果我们通过望远镜看到了真正的圆形面的话,那是因为它们的自转轴和地球相对。行星状星云的自转周期是非常长的,很可能需要用千万年来计算。

目前,天文学家已经发现了1000多个行星状星云了。它们是由质量小于太阳10倍的恒星在其演化的末期,其核心的氢燃料耗尽后,不断向外抛射的物质构成的。行星状星云的大小相似,但是由于远近不同,所以我们看起来好像是有大有小。其中,离我们最近的可能就是水瓶座中的被誉为“上帝之眼”的螺旋星云NG7293,看起来大约有满月的1/3。离我们最远的行星状星云,可能通过望远镜是不能和恒星区分出来的,只能借助于分光仪才能辨认出来。

行星状星云是多数恒星演化到末期的状态,1777年,威廉·赫歇尔发现了这类天体。当我们用大望远镜观察行星状星云的表面,会发现有纤维、斑点、气流和小弧等复杂结构。它们主要分布在银道面附近,受到星际消光的影响,大量的行星状星云被暗星云遮蔽而难以观测。其中央部分有一个很小的核心,是温度很高的中心星。行星状星云的气壳在膨胀,速度为每秒10公里到50公里。

我们知道,在宇宙中,太阳只是一颗普通的恒星,只有少数的恒星比它的质量小。一些质量超过太阳好多倍的大恒星在演化的最后就会产生超新星爆炸,但是,对于那些质量中等和质量较低的恒星,终将发展成为行星状星云。

行星状星云表面的明暗程度不同,使得它们具有了不同的特征。例如,在狐狸座中,“哑铃星云”是椭圆形的,两端比较暗淡(这是经常出现的情况),因此看起来像一个哑铃。在大熊座中,“枭星云”因为距离我们较近,所以是在望远镜中看到的最大的星云。它有两块黑色看起来好像枭的两只眼睛,并因此而得名。还有一个行星状星云类似于土星及其光环,而且光环的边是对着我们的。还有的星云圆面被遮住了后,看起来就会比较黯淡。

通过中型望远镜观察,天琴座中的环状星云是非常美丽的行星状星云。这个位于天琴座的南方,在蚀变星β和它的邻星γ之间。我们用肉眼是无法看到它的,即使是借助小型的望远镜也不行。当我们用大型的工具观察它的时候,你会发现它像是一块比较扁平的发光的小饼。在照片中,它的环呈现出来的是复杂的结构,中心是一颗星星,这也是它发光的主要来源。

行星状星云与弥漫星云在性质上是完全不同的。它们是和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,最后气体逐渐扩散消失于星际空间,仅留下中央一个白矮星。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。

星云形状多样性的产生原因目前还没有定论,人们争议很多。人们相信以不同速度离开恒星的物质之间的相互作用产生了大多数观测到的形状。然而,有些天文学家相信中心联星是更复杂、极端的行星状星云产生的原因。一些行星状星云已被证实拥有强大的磁场,一如GrigorGurzadyan在1960年代所提出的假说。电离气体的磁相互作用可能是产生一些行星状星云的形状的原因。

行星状星云在星系的演化中扮演着重要的角色。在早期的宇宙中几乎全部都是氢和氦。恒星经过核聚变产生重元素,行星状星云的气体中就包含了极大比例的碳、氮和氧。又和星际物质混合在一起,形成了很多重元素。天文学家把这种过程称为金属化。可见,行星状星云对于重元素的形成有着极其重要的作用。

三、什么是星云?

在宇宙中到处都弥漫着由星际气体、粒子流和尘埃等构成的星际物质。星云就是属于星际物质的一种。

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。构成星云的物质密度很大,很多都成块状,因此人们观测到的太空中的星云呈雾状斑点。

宇宙中的星云按照形态结构的特点来划分,可以分为行星状星云和弥漫星云。行星状星云的样子就像是喷吐出来的烟圈,它的中心是空的,而且往往有一颗很亮的恒星不断向外抛射物质,从而形成星云。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。而弥漫星云在形态上就没有什么规则,各式各样,它的特点是广袤而稀薄。比较著名的弥漫星云有猎户座的大星云、马头星云等。

如果按照发光的性质来划分,星云可以分为亮星云和暗星云。其中亮星云又可分为发射星云和反射星云。发射星云是一种因受到外界紫外线辐射而使内部气体电离发光的星云。反如果按照发光的性质来划分,星云可以分为亮星云和暗星云。其中亮星云又可分为发射星云和反射星云。发射星云是一种因受到外界紫外线辐射而使内部气体电离发光的星云。反射星云不是自己内部发光,而是被周围亮星星光所照亮的。暗星云则是因为星云中的气体、尘埃附近没有亮星,使自己显得黯淡无光而得名。暗星云既不发光,也没有光供它反射,它是在恒星密集的银河中以及明亮的弥漫星云的衬托下被人们发现的。著名的暗星云有猎户座的马头星云。