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看到一张星云牛贺年图,星云是如何形成和发光的?有哪些类型?

春节假期,今年是农历牛年,大家有没有看到过下面这幅星云牛(谐音:幸运牛)的贺年图片?这张中国国家天文在网络平台发布的牛年贺年图片,由公爵制作,上面由十个星云拼成的牛栩栩如生,威武雄壮!

我挺喜欢这张图的(^_^),看到上面标注了星云编号,所以就想要解构介绍一下上面这些星云,于是有了这篇文章。

星云是什么?为什么会发光

星云是天上一些淡淡的云雾状天体的一个统称。在美国天文学家爱德文・哈勃根据距离计算发现河外星系以前,包括人类肉眼和通过望远镜看到的许多河外星系都被称为星云,比如我们银河系的近邻仙女星系,就曾被叫作仙女星云,编号M31,《圣斗士星矢》里的仙女座的青铜圣斗士阿舜所用的那条锁链就叫星云锁链。

不过现在,星云主要是指银河系内的一些云雾状天体。这些星云一般分3类,它们拥有不同的形成机制,但是都有一个共同点,它们的发光原理都一样:通过高能射线(主要是紫外线)电离周围气体产生可见的辉光。

星云的种类

恒星摇篮――弥漫星云

这是正在坍缩的气体云,当其内部开始产生大质量恒星,由其高温辐射出的紫外线会电离周围的气体,气体在被电离时就会产生肉眼可见的辉光。弥漫星云根据其发光形式又分为发射星云(电离气体产生辉光)、反射星云(被附近恒星照亮)和暗星云(不在可见光范围)。这其中最值得一提的是著名的“创生之柱”所在的鹰状星云,编号M16。鹰状星云距离地球约7000光年,最大直径达140光年!这里是一个恒星的摇篮,有大量的恒星在此诞生,其中不乏点亮这片星云的大质量恒星。

上图里正中央就是著名的创生之柱,它是由稠密的尘埃构成,厚厚的尘埃阻挡了恒星的辐射产生的黑影,由于其不再可见光范围,因此被归为暗星云。据科学家分析,创生之柱很可能在6000年前已经被附近大质量恒星超新星爆发的冲击波摧毁,不复存在了,不过由于距离地球7000光年之遥,它还能坚持1000年,我们大约要到1000年后才能看到它被摧毁的壮观场面。

虽然鹰状星云包含了创生之柱在内的多个“景点”,但其实最为知名的弥漫星云应该是猎户座大星云!距离地球大约1344光年,直径24光年,在地球上看,视直径比满月大一倍,在光污染少的地区肉眼可见。顾名思义,猎户座大星云位于十二星座中最容易辨认的猎户座里,在猎户座腰带的三连星下面的小三连星中间那颗就是猎户座大星云,编号M42,是天文摄影爱好者必拍的天体。

弥漫星云应该是最普遍最常见的星云类型了,目测星云牛里所用的星云都属于弥漫星云。

末日之光――行星状星云

这是低质量恒星在结束氢核聚变的主序星阶段后,外层气体向外膨胀形成红巨星,在外层气体大量流失后,核心的高温使表面温度上升,高温产生大量的紫外线电离此前抛射出的气体,从而产生辉光。下图是著名的“上帝之眼”,编号NGC 7293,距离地球约700光年,喷射的气体物质已经扩展成一个直径5.1光年的环,气体被中心白矮星的高温辐射电离散发光辉。

恒星墓地――超新星残骸

这是大质量恒星演化到末期产生超新星爆发后抛射出的物质和气体在高温下发生电离产生的辉光。与上面两种星云不同,超新星残骸的辐射更为强烈,最高可达伽马射线频段,其发光机制也相对复杂,包括了前面所说的电离辉光、相对论性电子同步辐射、喷射出的放射性元素衰变加热周围物质等……

下图是我国宋代天文学家观测到的超新星爆发,距离地球约6500光年,爆发后形成了编号为SN 1054的蟹状星云。

不知不觉写了上千字……星云牛解构无法写了,又要跳票了……这一篇就当作基础篇吧,下一篇正式介绍星云牛!敬请关注。

彩蛋

不知不觉到了2月14日情人节了,那就送大家一片玫瑰星云吧(^_^)!玫瑰星云编号Sh2-275,距离地球约5200光年,直径约130光年。这么大,自然也是一个恒星摇篮――弥漫星云。

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