星系_星云_星团

本词条内容针对一部分星云星系星团等天文学名词进行介绍,旨在为科幻迷们提供各种脑洞及事实参考。

星云

星云(如需浏览详细页面请点击)(Nebula),是稀薄的气体或尘埃构成的天体之一。包含了除行星和彗星外的几乎所有延展型天体。它们的主要成份是氢,其次是氦,还含有一定比例的金属元素和非金属元素。

发光气体云

发光气体云,是宇宙中充满均匀的中性原子或分子气体云,大体积气体云由于自身引力而不稳定造成塌缩,形成气体云。最著名的例子是“七色祥云”N55,一个浑身七色发光的气体星云。

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(HⅡ regions),令它们发光。发射星云能辐射出各种不同色光的游离气体云(也就是电浆)。造成游离的原因通常是来自邻近恒星辐射出来的高能量光子。这些不同的发射星云有些类型是氢Ⅱ区,也就是年轻恒星诞生的场所,大质量恒星的光子是造成游离的来源;而行星状星云是垂死的恒星抛出来的外壳被曝露的高热核心加热而被游离的。星云的颜色取决于化学组成被游离的量,由于在星际间的气体绝大部分都是在相对下只要较低能量就能游离的氢,所以许多发射星云都是红色的。如果有更高的能量能造成其他元素的游离,那么绿色和蓝色的云气都有可能出现。经由对星云光谱的研究,天文学家可以推断星云的化学元素。大部分的发射星云都有90%的氢,其余的部份则是氦、氧、氮和其他的元素

在北半球,最著名的发射星云是在天鹅座的北美洲星云(NGC 7000)网状星云(NGC 6960/6992);在南半球最好看的则是在人马座的礁湖星云M8/NGC 6523猎户座的猎户星云(M42)。在南半球更南边的则是明亮的卡利纳星云(NGC 3372)

发射星云经常会有黑斑出现,这是云气中的尘埃阻挡了光线造成的。 发射星云和尘埃的组合经常会造成一些看起来很有趣的天体,而许多这一类的天体都会有传神或有比喻的名称,例如北美洲星云和锥星云。有些星云是由反射星云和发射星云结合在一起的,例如:三裂星云。

反射星云

反射星云是靠反射附近恒星的光线而发光的,呈蓝色。以天文学的观点,反射星云只是由尘埃组成,单纯的反射附近恒星或星团光线的云气。这些邻近的恒星没有足够的热让云气像发射星云那样因被电离而发光,但有足够的亮度可以让尘粒因散射光线而被看见。因此,反射星云显示出的频率光谱与照亮他的恒星相似。

暗星云

如果气体尘埃星云附近没有亮星,则星云将是黑暗的,即为暗星云。暗星云由于它既不发光,也没有光供它反射,但是将吸收和散射来自它后面的光线,因此可以在恒星密集的银河中以及明亮的弥漫星云的衬托下发现。暗星云的密度足以遮蔽来自背景的发射星云或反射星云的光(比如马头星云),或是遮蔽背景的恒星。天文学上的消光通常来自大的分子云内温度最低、密度最高部份的星际尘埃颗粒。大而复杂的暗星云聚合体经常与巨大的分子云联结在一起,小且孤独的暗星云被称为博克球状体。这些暗星云的形成通常是无规则可循的:它们没有被明确定义的外型和边界,有时会形成复杂的蜒蜒形状。巨大的暗星云以肉眼就能看见,在明亮的银河中呈现出黑暗的补丁。在暗星云的内部是发生重要事件场所,比如恒星的形成。

弥漫星云

它们主要分布在银道面(HOTKEY)附近。比较著名的弥漫星云有猎户座大星云、马头星云等。弥漫星云是星际介质集中在一颗或几颗亮星周围而造成的亮星云,这些亮星都是形成不久的年轻恒星。

行星状星云

行星状星云呈圆形、扁圆形或环形,有些与大行星很相像,因而得名,但和行星没有任何联系。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。样子有点像吐的烟圈,中心是空的,而且往往有一颗很亮的恒星在行星状星云的中央,称为行星状星云的中央星,是正在演化成白矮星的恒星。中央星不断向外抛射物质,形成星云。

可见,行星状星云是恒星晚年演化的结果,它们是如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。比较著名的有宝瓶座耳轮状星云和天琴座环状星云,这类星云与弥漫星云在性质上完全不同,这类星云的体积处于不断膨胀之中,最后趋于消散。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会逐渐消失。

超新星遗迹

超新星遗迹也是一类与弥漫星云性质完全不同的星云,它们是超新星爆发后抛出的气体形成的。与行星状星云一样,这类星云的体积也在膨胀之中,最后趋于消散。最有名的超新星遗迹是金星座中的蟹状星云。它是由一颗在1054年爆发的银河系内的超新星留下的遗迹。在这个星云中央已发现有一颗中子星,但因为中子星体积非常小,用光学望远镜不能看到。它是因为它有脉冲式的无线电波辐射而发现的,并在理论上确定为中子星。

双极星云

双极星云的特征是有着独特的波瓣形成轴对称的星云。许多,但不是全部,行星状星云在观测上展现出双集的结构。这可能是有直接关连的两种类型星云,在星云的发展中是一种在之前的或将取代另一个。虽然还不知道构成星云的确实成因,它可能是一种称为双极逸流的物理过程,即恒星将高能量的粒子抛出成为流束由两极向外流出的现象。一种理论认为这些流出物会与环绕在恒星周围的物质碰撞(可能是星际尘埃,或是在早先的超新星事件中环绕在周围的壳层)。

最初所有在宇宙中的云雾状天体都被称作星云。后来随着天文望远镜的发展,人们的观测水准不断提高,才把原来的星云划分为星团、星系和星云三种类型。 有的星云是恒星的出生地,星云的尘埃在引力下渐渐收缩成为新的星,如猎户座的M42星云也有的是老恒星爆炸后的残骸,如天鹅座的网状星云。 星云常根据它们的位置或形状命名,例如:猎户座大星云,天琴座大星云。

星系

星系(如需浏览详细页面请点击)源自于希腊语的γαλαξίας (galaxias)。广义上星系指无数的恒星系(包括恒星的自体)、尘埃(如星云等)组成的运行系统。参考银河系,它是一个包含恒星、气体的星际物质、宇宙尘和暗物质,并且受到重力束缚的大星系。

星系分类
椭圆星系

哈勃星系分类法根据椭圆星系椭率的估计进行分类,从E0,接近圆形的,到E7,非常瘦长的。这些星系,不论视线的角度是如何,都有着椭圆形的外观。她们看似没有任何的结构,而且相对来说星际物质的成分也很少。通常这些星系会有少量的疏散星团和少量新形成的恒星,取而代之的是老年的,与以各种不同方向环绕星系的中心,已经成熟的恒星为主。她们的一些性质类似小了许多的球状星团。

大部分的星系都是椭圆星系,许多椭圆星系相信是经由星系的交互作用,碰撞或是合并,产生的。她们可以长成极大的体积(与螺旋星系比较)而且巨大的椭圆星系经常出现在星系群的中心区域。星爆星系是星系碰撞后的结果,可能导致巨大椭圆星系的形成。 类型

椭圆星系分为七种类型,按星系椭圆的扁率从小到大分别用E0-E7表示,最大值7是任意确定的。该分类法只限于从地球上所见的星系外形,原因是很难确定椭圆星系在空间中的角度。

螺旋星系

在螺旋星系,螺旋臂的形状近似对数螺线,在理论上显示这是大量恒星一致转动造成的一种干扰模式。像恒星一样,螺旋臂也绕着中心旋转,但是旋转的角速度并不是常数,这意味着恒星会穿越过螺旋臂,螺旋臂则是高密度区或是密度波。当恒星进入螺旋臂,他们会减速,因而创造出更高的密度;这就类似波将在高速公路上的车速延缓一样。螺旋臂能被看见,是因为高密度促使恒星在此处诞生,因而螺旋臂上有许多明亮和年轻的恒星。

我们自己的星系,银河系,有时就简称为银河,是一个有巨大星系盘的棒旋星系,直径大约三万秒差距或是十万光年,厚度则约为三千光年;拥有约三千亿颗恒星(3×1011)和大约六千亿颗太阳的质量。

旋涡星系

(Spiral Galaxy, S-type Galaxy)具有旋涡结构的河外星系称为旋涡星系,在哈勃的星系分类中用S代表.螺旋星系的螺旋形状,最早是在1845年观测猎犬座星系M51时发现的.螺旋星系的中心区域为透镜状,周围围绕着扁平的圆盘.从隆起的核球两端延伸出若干条螺线状旋臂,叠加在星系盘上.螺旋星系可分为正常漩涡星系和棒旋星系两种.按哈勃分类,正常漩涡星系又分为 a、b、c三种次型:Sa型中心区大,稀疏地分布着紧卷旋臂;Sb型中心区较小,旋臂较大并较开展;Sc型中心区为小亮核,旋臂大而松弛。除了旋臂上集聚高光度O、B型星、超巨星、电离氢区外,同时还有大量的尘埃和气体分布在星系盘上。从侧面看在主平面上呈现为一条窄的尘埃带,有明显的消光现象。漩涡星系通常有一个笼罩整体的、结构稀疏的晕,叫做星系晕。其中主要是星族Ⅱ天体,其典型代表是球状星团。一个中等质量的漩涡星系往往有100~300个球状星团。随机地散布在星系盘周围空间。在往外,可能还有更稀疏的气体球,称为星系晕。漩涡星系的质量为十亿到一万亿个太阳质量,对应的光度是绝对星等-15~-21等。直径范围是5~50Kpc。Sa型星系的总光谱型为K,Sb型为F~K, Sc型为A~F。产生总光谱的主要天体既有高光度早型星,又有高光度晚型星。星族Ⅰ天体组成星系盘和旋臂,星族Ⅱ天体主要构成星系核、星系晕和星系冕。

棒旋星系
棒旋星系

棒旋星系是旋涡星系的核心有明亮的恒星涌出聚集成短棒,并横越过星系的中心;其旋臂则看似由短棒的末端涌现至星系之中。而在普通的螺旋星系,恒星都是由核心直接涌出的;在星系分类法以符号SB表示。

矮星系

尽管椭圆星系和螺旋星系是很明显与突出的,宇宙中大部分的星系都是矮星系,这些微小的星系都不到银河系百分之一的大小,只拥有数十亿颗的恒星。许多矮星系可能都会环绕着单独的大星系运转,我们的银河至少就有一打这样的矮星系。矮星系依样可以分成椭圆、螺旋和不规则。因为矮椭圆星系外观上与大的椭圆星系有一点相似,因此她们经常被称为矮球状星系来取代。

类型:猎犬座的NGC5194旋涡星系,属Sc型。左侧是一个矮星系。

活跃星系

有部分我们观察到的星系被分类为活跃星系,也就是说,来自星系的总能量除了恒星、尘埃和星际介质之外,还有另一个重要的来源。像这样的活跃星系核的标准模型,根据能量的分布,认为是物质掉落入位在核心区域的超重质量黑洞造成的。

以X射线的形式,辐射出高能量的星系被分类为赛弗特星系、类星体、或蝎虎BL类星体。从由核心喷发出的相对喷流发射出无线电频率的活跃星系被分类为无线电星系。在统一场论的星系模型中,这些不同类的星系被解释为从不同角度观察所得到的结果。

银河系的卫星系“大麦哲伦云”,属不规则星系。

NGC3034不规则星系,位于大熊星座。

不规则星系

不规则星系(Irregular Galaxy, Irr-type Galaxy) 外形不规则,没有明显的核和旋臂,没有盘状对称结构或者看不出有旋转对称性的星系,用字母Irr表示。在全天最亮星系中,不规则星系只占5%。 按星系分类法,不规则星系分为Irr I型和Irr II型两类。 I型的是典型的不规则星系,除具有上述的一般特征外,有的还有隐约可见不甚规则的棒状结构。它们是矮星系,质量为太阳的一亿倍到十亿倍,也有可高达100亿倍太阳质量的。 它们的体积小,长径的幅度为2~9千秒差距。星族成分和Sc型螺旋星系相似:O-B型星、电离氢区、气体和尘埃等年轻的星族I天体占很大比例。 II型的具有无定型的外貌,分辨不出恒星和星团等组成成分,而且往往有明显的尘埃带。 一部分II型不规则星系可能是正在爆发或爆发后的星系,另一些则是受伴星系的引力扰动而扭曲了的星系。所以I型和II型不规则星系的起源可能完全不同。直径约在0.65万~2.9万光年之间。

不规则星系没有一定的形状,而且含有更多的尘埃和气体,用Irr表示。另有一类用S0表示的透镜型星系,表示介于椭圆星系和旋涡星系之间的过渡阶段的星系。

星团

星团(如需浏览详细页面请点击)一般被定义为恒星数在十个以上而且在物理性质上相互联系的星群。比如金牛座中的“昴星团”、“毕星团”,巨蟹座的蜂巢星团等。

星团是由于物理上的原因聚集在一起并受引力作用束缚的一群恒星,其成员星的空间密度显著高于周围的星场.

疏散星团

疏散星团形态不规则,包含几十至二.三千颗恒星,成员星分布得较为松散,用望远镜观测,容易将成员星一颗颗地分开.少数疏散星团用肉眼就可以看见,如金牛座中的昴星团(M45)和毕星团.巨蟹座中的鬼星团(M44)等等。

在银河系中已发现的疏散星团有1000多个.它们高度集中在银道面的两旁,离开银道面的距离一般小于600光年左右.大多数已知道疏散星团离开太阳的距离在1万光年以内.更远的疏散星团无疑是存在的,它们或者处于密集的银河背景中不能辨认,或者受到星际尘埃云遮挡无法看见.据推测,银河系中疏散星团的总数有1万到10万个。 疏散星团的直径大多数在3至30多光年范围内.有些疏散星团很年轻,与星云在一起(例如昴星团),甚至有的还在形成恒星。

球状星团

球状星团呈球形或扁球形,与疏散星团相比,它们是紧密的恒星集团.这类星团包含1万到1000万颗恒星,成员星的平均质量比太阳略小.用望远镜观测,在星团的中央恒星非常密集,不能将它们分开.如猎犬座中的M3和.人马座中的M22等等

在银河系中已发现的球状星团有150多个.它们在空间上的分布颇为奇特,其中有三分之一就在人马座附近仅占全天空面积百分之几的范围内.天文学家最初正是根据这个现象领悟到太阳离开银河系中心相当远,而银河系的中心就在人马星座方向.跟疏散星团不同,球状星团并不向银道面集中,而是向银河系中心集中.它们离开银河系中心的距离极大多数在6万光年以内,只有很少数分布在更远的地方.球状星团的光度大,在很远的地方也能看到,而且被浓密的星际尘埃云遮掩的可能性不大,因此未发现的球状星团数量大致不超过100个,总数比疏散星团少得多.

球状星团的直径在15至300多光年范围内,成员星平均空间密度比太阳附近恒星空间密度约大50倍,中心密度则大1000倍左右.球状星团中没有年轻恒星,成员星的年龄一般都在100亿年以上,并据推测和观测结果,有较多死亡的恒星.

其他

参考资料

  • 星系_星云_星团.txt
  • 最后更改: 2021/10/19 23:30
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