第二章
美丽的星云之谜
广袤无垠的宇宙里,有点点繁星照亮大地,有拖着尾巴的彗星时时掠过,还有飘浮在星际空间的美丽星云。星云又是怎样形成的呢?
当提到宇宙空间时,我们往往会想到那里是一无所有的、黑暗寂静的真空。其实,这不完全对。恒星之间广阔无垠的空间也许是寂静的,但远不是真正的“真空”,而是存在着各种各样的物质。这些物质包括星际气体、尘埃和粒子流等,人们把它们叫做“星际物质”。
星际物质与天体的演化有着密切的联系。观测证实,星际气体主要由氢和氦两种元素构成,这跟恒星的成分是一样的。人们甚至猜想,恒星是由星际气体“凝结”而成的。星际尘埃是一些很小的固态物质,成分包括碳合物、氧化物等。
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”。按照形态,银河系中的星云可以分为弥漫星云行星状星云等几种。
现已确认,恒星就是在一些物质密度较大的分子云中产生的。有些分子云至今还在形成新的恒星。通常,质量非常大而浓密的分子云,会碎裂成一些较小的团块。这些团块的大小约等于恒星直径的几百万倍。这个云团因为来自内部物质的引力作用,开始迅速收缩,就如一幢高楼大厦在顷刻之间坍塌。在大约几十万年之后,在云团中心形成了一个高温、高压、高密度的气体球,并在其核心触发了由4个氢原子核聚变成一个氦原子核的反应,释放出大量的热和光,成为恒星。
星云的主要成分是氢气。简单地说,星云可分为4类:发射星云、反射星云、暗星云及行星状星云。
发射星云
发射星云是受到附近炽热光量的恒星激发而发光的,这些恒星所发出的紫外线会电离星云内的氢气,令它们发光。在天空中有很多为人们所熟悉的发射星云,如b142猎户座大星云,其目视星等为4等,肉眼可见。它距离我们1600光年,其直径为30光年。利用小口径望远镜已能轻易观测到气状的情况以及位于其中心部分的四合星(利用大口径望远镜可看到6颗),这四合星是在猎户座大星云中心形成的。
反射星云
反射星云与呈红色的发射星云不同,反射星云是靠反射附近恒星的光线而发光的,呈蓝色。反射星云的光度较暗弱,较容易观测到的例子是围绕着金牛座。M45七姊妹星团的反射星云,在透明度高且无月的晚上,利用望远镜便可看到整个星团是被淡蓝色的星云包裹着的。
暗星云
暗星云是银河系中不发光的弥漫物质所形成的云雾状天体。和亮星云一样,它们的大小和形状是多种多样的。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,有的甚至更大。它们内部的物质密度也相差悬殊。
行星状星云
与先前提及的三类星云不同,行星状星云是恒星晚年时的产物。透过望远镜观测可知,大部分行星状星云呈行星般的圆盘状,实则与行星没有任何关系。
当一颗低质量恒星步入晚年时便会膨胀成红巨星,而当膨胀至某一程度,便会再次向内坍缩,在这个过程中,部分物质会继续向外膨胀,形成气壳(即行星状星云),而中心则会形成白矮星。普遍行星状星云的生命是十分短暂的,通常这些气壳会在数万年之内便逐渐消失。不是所有行星状星云都是呈圆面的,有些行星状星云的形状十分独特,如位于狐狸座的M27哑铃星云及英仙座中M76小哑铃星云等。
随着科技的不断进步,人类对星云的诸多奥秘将会有更多的发现。