星雲是由星際空間的氣體和塵埃結合成的雲霧狀天體。星雲裏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,一般星雲較太陽要重得多。
2.星雲的發現
1758年8月28日晚,一位名叫梅西耶的法國天文學愛好者在巡天搜索彗星的觀測中,突然發現一個在恒星間沒有位置變化的雲霧狀斑塊。梅西耶根據經驗判斷,這塊斑形態類似彗星,但它在恒星之間沒有位置變化,顯然不是彗星。
這是什麼天體呢?在沒有揭開答案之前,梅西耶將這類發現(截止到1784年,共有103個)詳細地記錄下來。其中第一次發現的金牛座中雲霧狀斑塊被列為第一號,即M1。“M”是梅西耶名字的縮寫字母。
梅西耶以此建立起星雲天體序列,至今仍然在被人們所使用。他的不明天體記錄(梅西耶星表)發表於1781年,引起了英國著名天文學家威廉·赫歇爾的高度注意。在經過長期的觀察核實後,赫歇爾將這些雲霧狀的天體命名為星雲。
3.不是星雲的星雲
由於早期望遠鏡分辨率不夠高,因此河外星係及一些星團看起來呈現雲霧狀,因此人們把它們也稱之為星雲。
哈勃測得仙女座大星雲距離後,證實某些星雲其實是和我們銀河係相似的恒星係統。由於曆史習慣,某些河外星係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。
4.有關星際物質
當我們提到宇宙空間時,往往會想到那裏是一無所有的、黑暗寂靜的真空。其實,這不完全對。恒星之間廣闊無垠的空間也許是寂靜的,但遠不是真正的“真空”,而是存在著各種各樣的物質。
這些物質包括星際氣體、塵埃和粒子流等,人們把它們叫做“星際物質”。
星際物質與天體的演化有著密切的聯係。人們通過觀測證實,星際氣體主要由氫和氦兩種元素構成,這跟恒星的成分是一樣的。
其實,恒星就是由星際氣體“凝結”而成的。星際塵埃是一些很小的固態物質,其成分包括碳合物、氧化物等。
星際物質在宇宙空間的分布並不均勻。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,銀河係中的星雲可以分為彌漫星雲、行星狀星雲等幾種。
同恒星相比,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。
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。
5.星雲的種類
發射星雲
發射星雲是受到附近熾熱光量的恒星激發而發光的。這些恒星所發出的紫外線會電離星雲內的氫氣,從而令它們發光。
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恒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,也就是年輕恒星誕生的場所,大質量恒星的光子是造成遊離的來源。而行星狀星雲是垂死的恒星拋出來的外殼被曝露的高熱核心加熱而被遊離的。
通常一顆年輕的恒星在誕生的過程中都會造成周圍的部分氣體遊離,雖然隻有質量大而且熱的恒星能造成大量的遊離,但一群年輕的星團經常也可以造成相同的結果。
反射星雲
反射星雲是靠反射附近恒星的光線而發光的。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呈現藍色的。
以天文學的觀點,反射星雲隻是由塵埃組成的,單純地反射附近恒星或星團光線的雲氣。這些鄰近的恒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它的恒星相似。