暗星雲

暗星雲

暗星雲是星際雲(interstellar cloud)的一種,它的密度足以遮蔽來自背景的發射星雲或反射星雲的光(像是馬頭星雲),或是遮蔽背景的恆星(像是煤炭袋)。明亮的瀰漫星雲之所以明亮,是因為有一顆或幾顆亮星的照耀。如果氣體塵埃星雲附近沒有亮星,則星雲將是黑暗的,即為暗星雲。暗星雲由於它既不發光,也沒有光供它反射,但是將吸收和散射來自它後面的光線,因此可以在恆星密集的銀河中以及明亮的瀰漫星雲的襯托下發現。暗星雲密度大到足以使遠方恆星的光度顯著變暗的星際塵埃和氣體。天文學上的消光通常來自大的分子雲內溫度最低、密度最高部份的星際塵埃顆粒。大而複雜的暗星雲聚合體經常與巨大的分子雲聯結在一起,小且孤獨的暗星雲被稱為包克球。

簡介

毫無疑問的,馬頭星雲是最出名的暗星雲毫無疑問的,馬頭星雲是最出名的暗星雲

暗星雲(dark nebula )是星際雲(interstellar cloud)的一種,他的密度足以遮蔽來自背景的發射星雲反射星雲的光(像是馬頭星雲),或是遮蔽背景的恆星(像是煤炭袋)。
天文學上的消光通常來自大的分子雲內溫度最低、密度最高部份的星際塵埃顆粒。大而複雜的暗星雲聚合體經常與巨大的分子雲聯結在一起,小且孤獨的暗星雲被稱為包克球。
這些暗星雲的形成通常是無規則可循的:它們沒有被明確定義的外型和邊界,有時會形成複雜的蜒蜒形狀。巨大的暗星雲以肉眼就能看見,在明亮的銀河中呈現出黑暗的補丁。
在暗星雲的內部是發生重要事件場所,像是恆星形成和邁射。

由來

暗星雲暗星雲

恆星之間具有廣闊的空間。恆星際空間不是一無所有的真空,而是充滿了形形色色的物質。這些物質包括星際氣體塵埃粒子流宇宙線星際磁場等,統稱為恆星際物質。這些星際物質的分布是不均勻的。有的地方氣體和塵埃比較密集,形成各種各樣的雲霧狀天體。這些雲霧狀的天體就叫星雲。“星雲”這個名詞僅有200多年的歷史。起初把觀測到的彌散的雲霧狀天體統稱星雲。後來天文望遠鏡解析度的提高,把這些星雲又分成星團星系星雲三種類型。銀河系中的氣體塵埃密集的雲霧天體,稱為星雲;銀河系以外,類似銀河系的天體系統,叫星系。銀河系中的星雲物質,就形態來說,可以分為瀰漫星雲行星狀星雲超新星剩餘物質雲;就發光性質來說,可分為發射星雲、反射星雲。暗星雲也稱暗物質,是一種宇宙中看不見的物質 星雲。

特點

暗星雲是銀河系中不發光的瀰漫物質所形成的雲霧狀天體。和亮星雲一樣,他們的大小和形狀是多種多樣的。小的只有太陽質量的百分之幾到千分之幾,是出現在一些亮星雲背景上的球狀體;大的有幾十到幾百個太陽的質量,有的甚至更大。它們內部的物質密度也相差懸殊。

這種暗區在銀河系中很多,最明顯的是天鵝座的暗區,銀河被分割成為向南延伸的兩個分支。再如獵戶座有名的馬頭星雲蛇夫座S狀暗星雲,也是不透明的暗星雲。但在雲層較薄時,仍可看到一些光度被大大減弱了的恆星,所以在這個天區所看到的星體,就比沒有暗星雲的天區稀疏得多。根據對穿過暗星雲的星光的偏振測量,求得其中的塵埃粒子的直徑大約為10-5厘米。這和亮星雲中的情況是一致的,說明暗星雲和亮星雲並沒有本質上的不同,只是暗星雲所含的塵埃量比較大。

發現

暗星雲暗星雲

赫歇爾父子於1784年首次注意到亮的銀河中有一些黑斑和暗條。開始他們以為這是銀河中某些沒有恆星的洞或者縫。後來的照相研究表明,這種現象是由於一些位於恆星前面的不發光的瀰漫物質造成的。

這種暗區在銀河系中很多,最明顯的是天鵝座的暗區,銀河被分割成為向南延伸的兩個分支。再如獵戶座著名的馬頭星雲蛇夫座S狀暗星雲,也是不透明的暗星雲。在星雲較薄弱的部分仍可看到一些光度被減弱了的恆星,看起來這些區域的恆星密度顯得很稀疏。暗星雲和亮星雲並沒有本質上的不同,只是暗星雲所含的塵埃比較大,有很多亮星雲實際上是一個更大的暗星雲的一部分。球狀體是一種小型且密度較大的球狀暗星雲,也叫做巴納德天體,只能用大型望遠鏡才能觀測到。

近年來對暗星雲的射電觀測,發現有許多亮星雲往往是包含在一個更大的暗弱星雲之中。

1946年以來,在不少亮瀰漫星雲背景上發現一些球狀的暗雲──球狀體。

一般人認為,這些物質密度較高的球狀體很可能是一些正在形成的原恆星,即恆星的前身。

研究

暗星雲本身不發光,利用光學方法進行研究就受到很大限制。射電天文方法為暗星雲的研究提供了有力的工具。這主要是由於暗星雲本身有各種射電輻射。尤其是它們發射的中性氫21厘米譜線,使我們能夠更深入地研究大量處於低溫狀態的暗星雲的大小、結構和組成,從而為研究銀河繫結構和運動提供重要的資料。典型暗星雲中的溫度約為5~10K。此外,在暗星雲所在天區發現許多有機分子,因此有些暗星雲也叫作星際分子雲。通過毫米波觀測,發現在一氧化碳暗星雲中存在一些溫度較高(15~50K)的“熱點”,這些熱點還有較強的紅外輻射。通過紅外觀測還發現一些包圍在暗星雲中的能量集中在2~20微米波段的紅外源,其中一些較亮的紅外源還和暗星雲中的微波源有關。觀測還發現一些年輕的天體如赫比格發射星(年齡約105~106年)、赫比格-阿羅天體等直接與暗星雲有密切的關係。這些暗星雲的直徑約為10秒差距,平均原子數密度約為每立方厘米5×103個,平均溫度約為10K。在其演化過程中,由於某種輻射(如毫米波)損失使內能減少,導致內壓力小於本身重力而發生坍縮。在坍縮過程中,某些團塊在重力作用下形成一系列密集點,這些可能就是形成恆星或星群的原始胚胎。根據恆星誕生率和銀河系中暗星雲的總質量對比來看,只有很少一部分物質(千分之一到百分之一)形成恆星。

種類

蛇夫座S狀暗星雲

蛇夫座S狀暗星雲蛇夫座S狀暗星雲

恆星都跑到那兒去了?

以前認為它是天空中的一個洞,現在的天文學家知道它是個暗分子雲。在這片分子雲中,高密度的塵埃和分子氣體幾乎完全吸收了背景恆星所發出的可見光。 分子雲的內部可能是宇宙中最寒冷且最孤獨的地方。這片暗星雲,是位在蛇夫座的B68,它是最著名的暗星雲之一。星雲的中心附近完全看不見恆星,說明B68離我們不遠,它約距離我們500光年,大小約一光年。 現在還不是很清楚像B68這種星雲是如何形成的,但我們知道它們是新恆星的可能誕生區 。

馬頭星雲

馬頭星雲馬頭星雲

獵戶座的馬頭星雲是夜空中最好辨認的星雲之一,它是一個大型暗分子雲的一部份。這個有著不尋常形狀的天體,是在18世紀末,從一張照片底板上發現的。 星雲紅色的輝光,主要是星雲後方被恆星所照射的氫氣。 暗色的馬頭主要來自濃密的 塵埃遮掩了它後方的光,不過馬頸底部左方的陰影,是馬頸所造成的陰影。 貫穿星雲的強大磁場,正迫使大量的氣體飛離星雲。 馬頭星雲底部里的亮點,是正在新生階段的年輕恆星。 光約需要經過1500年,才會從馬頭星雲傳到我們這裡。

北美洲星雲

這個發射星雲的名稱叫北美洲星雲,因為它和北美洲大陸的外觀很像。北美洲星雲右方這個較暗的星雲,編號是NGC 7000,或稱為鵜鶘星雲。這兩個發射星雲距離我們大約1500光年,兩者之間由一個暗星雲隔開,它們總共延伸了將近50光年的範圍。這兩個位於天鵝座的星雲,在遠離都市光害的地區,用雙筒望遠鏡就能夠觀賞,當你找到亮星天津四後,再往它的東北方看,就不難找到這兩個美麗的星雲。發射星雲會發光,通常是因為星光激發和游離星雲內的氫氣,不過到目前為止,天文學家還不知道到底是那幾顆恆星,激發這兩個星雲發出紅色的輝光。

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