字宙星云的类型

一、暗星云

恒星之间具有广阔的空间。恒星际空间充满了形形色色的物质而不是一无所有的真空。这些物质包括星际气体、尘埃、粒子流、宇宙线和星际磁场等，统称为恒星际物质。这些星际物质的分布是不均匀的，有的地方气体和尘埃比较密集，形成各种各样的云雾状天体，这些云雾状的天体就叫星云。星云这个名词仅有200多年的历史，开始时把观测到的弥散的云雾状天体统称星云，后来天文望远镜分辨率的提高，把这些星云又分成星团、星系和星云三种。银河系中的气体尘埃密集的云雾天体，称为星云；银河系以外，类似银河系的天体系统，叫星系。银河系中的星云物质，按形态来说，可以分为弥漫星云、行星状星云和超新星剩余物质云；按发光性质来说，可分成发射星云、反射星云和暗星云。

宇宙星云

暗星云是银河系中不发光的弥漫物质所构成的云雾状天体，和亮星云一样，他们的大小和形状是各种各样的。小的只有太阳质量的百分之几到千分之几，是出现在一些亮星云背景上的球状体；大的有几十到几百个太阳的质量，有的可能更大。它们内部的物质密度也相差悬殊。

1784年，赫歇尔父子首次注意到亮的银河中有一些黑斑和暗条。起初，他们以为这是银河中某些没有恒星的洞或者缝，后来的照相研究发现，这种现象是由于一些位于恒星前面的不发光的弥漫物质形成的。

这种暗区在银河系中很多，最明显的是天鹅座的暗区，银河被划分成为向南延伸的两个分支。再如猎户座著名的马头星云和蛇夫座S状暗星云，也是不透明的暗星云。在星云较薄弱的部分依然可看到一些光度被减弱了的恒星，显得这些区域的恒星密度很稀疏。暗星云和亮星云并没有本质上的不同，只是暗星云所含的尘埃相对来说比较大，有很多亮星云事实上是一个更大的暗星云的一部分。球状体是一种小型且密度较大的球状暗星云，也叫作巴纳德天体，只能借助大型望远镜才能探测到。有人认为，球状体是一些正处在引力收缩阶段的原恒星。

二、蟹状星云

之所以被命名为蟹状星云，是因为这个星云的形状长得有点像螃蟹，是在1731年被英国的一位天文爱好者比维斯发现的。

根据中国历史记载，在现在蟹状星云的那个位置上，曾经有过超新星爆发，即1054年7月出现的、特亮的金牛座“天关客星”。它爆发过程中抛射出来的气体云，就应该是现在看到的蟹状星云。1921年，美国科学家把两批相隔12年的蟹状星云照片进行了仔细和反复的比较之后，确认星云的椭圆形外壳仍在高速扩大，速度达到每秒1300千米。1942年，荷兰天文学家奥尔特以令人信服的证据，确定蟹状星云就是1054年超新星爆发后形成的。

蟹状星云还是强红外源、紫外源、X射线源和γ射线源，它的总辐射光度的量级比太阳强几万倍。已知脉冲星中周期最短的一个是1968年发现该星云中的射电脉冲星，它的脉冲周期是0.0331秒。现在已公认，脉冲星是快速自旋的中子星，有极强的磁性，是超新星爆发时形成的坍缩致密星。蟹状星云脉冲星的质量约为一个太阳质量，其发光气体的质量也约达一个太阳质量，可见该星云爆发前是质量比太阳大若干倍的大天体。星云距离约6300光年，星云大小约12光年×7光年。

关于一颗超新星的记载：公元1054年7月4日（宋仁宗至和元年五月二十六日）《宋史·天文志》记载：“客星出天关东南可数寸，岁余稍末”；《宋会要》中记载：“嘉佑元年三月，司天监言：‘客星没，客去之兆也’。初，至和元年五月，晨出东方，守天关，昼见如太白，芒角四出，色赤白，凡见二十三日”。它的残骸，就是我们现在看到的蟹状星云。

1888年出版《星云星团新总表》列为NGC1952，《梅西耶星团星云表》中列第一，代号M1，蟹状星云是英国天文爱好者罗斯命名的。M1是最著名的超新星残骸，这颗位于金牛座的超新星爆发当时估计其绝对星等达到了-6等，相当于满月的亮度，它的实际光度比太阳高5亿倍，在白天也能看到，给当时的人们留下了极深刻的印象。不仅这样，它的遗迹星云至今的辐射也比太阳大，射电观测发现它的辐射强度和波长之间的关系不能用黑体辐射定律解释，要发射这样强的无线辐射，它的温度要在50万摄氏度以上，对一个扩散的星云来说，这是无法实现的，前苏联天文学家什克洛夫斯基1953年提出，蟹状星云的辐射不是由于温度升高产生的，而是因“同步加速辐射”的原因造成的，这个解释已被证实。蟹状星云中央脉冲星的发现，获得了1974年的“诺贝尔物理奖”，它是1982年前发现的周期最短的脉冲星，只有0.033秒，并且迄今为止，可以在所有电磁波段上观察到脉冲现象的只有它和另一颗很难观测的脉冲星。这颗高速自旋的脉冲星证实了20世纪30年代对中子星的预言，肯定了一种恒星演化理论：超新星爆发时，气体外壳被抛射出去，形成超新星遗迹，就像蟹状星云，而恒星核心却迅速坍缩，由恒星质量决定它的归宿是颗白矮星或是中子星或是黑洞。中子星内部不存在热核反应，但它的能量却又大得令人不敢相信，比太阳大几十万倍，这样大的能量消耗，凭借的是自转速度的变慢，即动能的减少来补偿，才能符合能量守恒定律。第一个被观测到的自转周期变长的中子星，恰好是M1中的中子星。总之，人类对蟹状星云的研究占了当代天文学研究的很大比重，也确实得到了相当比重的研究成果。

三、马头星云

马头星云位于猎户座ζ星的左下处，它是一个大型暗分子云的一部分。这个有着不寻常形状的天体只有用特别大的专业望远镜才可以看到，是在18世纪末从一张照片底板上观察到的。它位于明亮恒星猎户座ζ的南方，在左侧猎户座中三亮星形成的“直线带”指引下轻而易举就可以用肉眼看到，与著名的尘埃云——“鹰状星云”属于同一类型，这两个“塔状”的星云都是“孕育”着年轻恒星的“茧”。业余望远镜能力范围内很难观测到马头星云，所以业余爱好者经常将马头星云作为检验他们观测技巧的测试目标。它的一部分是发射星云，为一颗光谱型B7的恒星所激发；另一部分是反射星云，为一颗光谱型B7的恒星所照亮。角直径30°，距地球350秒差距（1秒差距等于3.26164光年）。

星云红色的辉光，主要是星云后方被恒星所照射的氢气。暗色的马头高约1光年，浓密的尘埃遮挡住了它后方的光，不过马颈底部左方的阴影是马颈所造成。贯穿星云的强大磁场正迫使大量的气体飞离星云。正在新生阶段的年轻恒星，是马头星云底部里的亮点。光约需要经过1500年，才会从马头星云传到我们这里。

马头星云也称为巴纳德天体33，是一寒冷的暗尘埃云，在明亮的红色发射星云星云IC434的照射下显出黑色的轮廓影像，仅是因为星云形状略微像一个“马头”，与众不同的外形到19世纪后期才第一次被照相板所发现并被记录下来。在左上方边缘明亮区域的尘埃云中仍然有一颗正在孕育的年轻恒星。但这颗炙热恒星所散发的辐射正不断地“侵蚀”着“孕育”的场所。星云顶部也同时被照片区域外的一颗巨型恒星的辐射重新“塑造”。

四、大麦哲伦星云

我们的银河系有两个相伴的星系，像地球的引力牵着月亮转一样，银河系也牵着这两个星系围绕自己旋转。这两个星系就是大、小麦哲伦星云。大麦哲伦兴星云距离我们16万光年，小麦哲伦星云距离我们19万光年，都是距离我们最近的主要河外星系。它们转一圈要10亿多年，现在是它们离我们最近的时候。遗憾的是它们的灿烂景观出现在南半球的夜空里，我们北半球的人很难看到。

五、三叶星云

1747年，法国天文学家勒让蒂尔第一次发现了三叶星云，三叶星云比较明亮也比较大，为反射和发射混合型星云，视星等为8.5等，视大小为29′× 27′。之所以被称作三叶星云，是因为这个星云上有三条非常明显的黑道，它的形状就好像是三片发亮的树叶紧密而和谐地凑在一起。由于星云上面那格外醒目的三条黑纹，也有天文学家把它称作三裂星云。

三叶星云位于人马座。要想找到三叶星云，我们要先了解一下人马座。人马座是一个十分雄壮的星座，坐落在银河最宽最亮的区域，那里就是银河系的中心方向。每年夏天是最适合观测人马座的季节，6月底、7月初时，太阳刚刚落山，人马座便从东方升起，整夜都可以观察到它。人马座是黄道12星座之一，它的东边是摩羯座，西边是天蝎座。有人将人马座叫作射手座，那是不准确的叫法。人马座的主人公是希腊神话中上身是人、下身是马的马人凯洛恩，凯洛恩不仅擅长拉弓射箭而且是全希腊最有学问的人，许多大英雄都拜他为师。

因为人马座的位置比较偏南，所以地球上北纬78°以北的地区根本看不到这个星座，北纬45°以南的地区才能够看到完整的人马座，我国绝大部分地区都能看到完整的人马座。那么，我们如何才能顺利地找到人马座呢？人马座中有6颗亮星构成了一个与北斗七星非常相像的南斗六星。虽然南斗六星的亮度和大小都比北斗七星逊色，但也很惹人注目，找到了南斗六星也就是找到人马座了。

人马座的范围比较大，所包含的亮星比较多，2等星2颗，3等星8颗。人马座也是有名的深空天体云集的地方，除了三叶星云，另外还有14个梅西叶天体，如著名的礁湖星云M8、马蹄星云M17等，三叶星云在梅西叶星表中排行20，简称M20。那么，三叶星云在哪儿呢？它就在南斗六星斗柄尖上那颗较亮的人马座μ星的西南方大约4°远处，距离我们5600光年之遥。

使用大型天文望远镜拍摄的三叶星云彩色照片，令每一个看过它的人，无不为它的美丽而惊叹。桃红色的三片叶子组成了一朵盛开的鲜花，旁边是一朵亮蓝色的小花，漂亮至极。当然，如果我们使用小型望远镜观察三叶星云的话，那就没有如此美艳夺目了。

在比较合适的天空条件下（如距离大城市几十千米的农村，肉眼极限星等6.0～7.0等），用7倍的双筒望远镜就能看到三叶星云。用口径6厘米、放大倍率20～40倍的望远镜隐约能够看到星云中的3个暗条。用口径15厘米以上的望远镜很容易看到星云中的暗条。使用口径20厘米的望远镜，放大倍率120倍左右，配上视场较宽的目镜来观测三叶星云，星云能盖住整个视场。放大倍率为190倍左右时，能够观测星云暗条的细节。

在三叶星云的中心有一个涵盖炽热年轻恒星的疏散星团，这些恒星发出强烈的辐射轰击周围星云中的氢原子，使它们失去电子，当电子与质子再次结合时，它就会发射出奇特的光——其中之一即为在星云中所能见到的红色。

六、玫瑰星云

美丽的玫瑰星云NGC2237，是一个距离我们3000光年的大型发射星云。星云中心有一个编号为NGC2244的疏散星团，而星团恒星所散发的恒星风，已经在星云的中心吹出一个大洞。这些恒星大约是在400万年前从它周围的云气中组成的，而空洞的边缘有一层由尘埃和热云气组成的隔离层。这团热星所发出的紫外光辐射，游离了四周的云气，让它们发出辉光。星云内丰富的氢气，在年轻亮星的激发下让NGC2237在大部分照片里呈现红色的色泽。这张影像最特殊的特点，是它的色彩和常见的玫瑰星云照片不同，透过氢所发出的红光、氧所发出的绿光，以及硫所发出的蓝光等波段的滤镜，天文学家对玫瑰星云拍照，然后再加以组合，合成上面这张美丽的影像。影像中，我们也可以清晰地发现，散布在云气中的暗黑丝状尘埃带。近期天文学家在玫瑰星云内，发现了一些快速移动的分子团，不过它们的起源仍未被发现。玫瑰星云位于南天的麒麟座，它的大小约有100光年，距离我们约5000光年，用小型的望远镜就能观察到它。

玫瑰星云

当然，不是所有的“玫瑰”都是红色的，但它们还是非常漂亮。然而在天象图中，美丽的玫瑰星云和其他恒星组成区域总是以红色为主，一部分因为在星云中占据支配的发射物是氢原子产生的。氢原子强烈的可见光线H-alpha，是光谱中的一个红色光波段，但漂亮的发射星云不仅需要红光。星云中其他原子也被高能量的星光激发，形成窄波发射光线。在这张绚丽的玫瑰星云中心区域图像中，窄波图像是合成硫原子发出的红光、氢原子放射出的蓝光、氧原子放射出的绿光。实际上，利用这些窄波原子放射光线表示颜色的原理，也被用在许多哈勃拍摄的恒星孕育场图像中。这张图像在麒麟座中横跨大约50光年，位于估计距离3000光年远的玫瑰星云中。

七、彩虹星云

彩虹星云是由星际尘埃及气体组成的云气，正如纤柔娇贵的宇宙花瓣，远远地盛开在1300光年远的仙王座恒星丰产区。有时它被称为彩虹星云，有时人们又叫它艾丽斯星云，而被编入目录的则是NGC7023，它可不是天空中唯一会让人联想到花的星云，尽管这样，这张美丽的、发出梦幻般的迷人景象的数字影像，展现出色彩与对称上令人印象深刻的细节。

星云物质围绕在一颗大质量、炽热，显然尚处于形成阶段的年轻星球，泄漏机密的红色辉光在恒星明亮的中心区两侧暗示我们，那里有大量的氢原子被来自于恒星看不见但强烈的紫外光照耀激发。然而，蓝色仍是星云的主要颜色，这是尘埃颗粒反射星光的特征。影像中也能看到由尘埃与冷却的分子气体构成的黑暗遮蔽云气，并引领我们的视觉感官去看出其他旋绕而具想象空间的形状。红外线观测证明，这个星云可能蕴含了复杂的碳分子。这里所示的彩虹星云大约有6光年大小。