登陆注册
5536000000050

第50章 星云和星际尘埃

星云的分类

除环状对称的行星状星云外,所有的星云都可以说是形状不规则的弥漫星云。弥漫星云形态不一,大致可分为以下几种:

发射星云:这类星云含有年轻热星,它们发出的紫外辐射使云中的气体电离,其结果是,星云释放出可见光,以此途径导致气体发荧光的区域称为电离氢区或HⅡ区。最有名的HⅡ区是猎户座大星云(M42),肉眼可见这一闪光斑点,M42之所以发光是由于所谓猎户座四边形星群发出的紫外辐射使其周围气体电离了的缘故。巨蛇座的天鹰星云是另一个例子,该星云是恒星形成区域,观测证实了在那里存在着许多小而暗的球状体,人们相信是新形成的原恒星之区域,也有许多金牛座T型变星,这些是正经历着引力收缩阶段的天体。

反射星云:一般说来,反射星云之所以明亮是因为对来自近邻恒星之光的反射,这些星光射入星云时,云中的尘埃粒子将光反射。最有名的反射星云是围绕着金牛座中昴星团诺星的反射星云,我们所看到的星云状物质完全是昴团中的星从其中形成的原始星云的残余物。

暗星云:这些星云表现为在较亮恒星或星云背景上的暗黑剪影,这些巨大的暗云中没有星星,它们吸收掉来自其后面远方天体发的光。著名的例子是马头星云,它位于猎户座“猎人腰带”上最东端的星参宿一稍南一点儿。另一个有名的暗星云是麒麟座内位于大银河星团NGC2264正南端的锥状星云,其在望远镜中的外观可与马头星云媲美。还有一些有名的暗星云,如南十字座的煤袋星云和蛇夫座的弯弯曲曲的蛇状星云。美国天文学家E·E·巴纳德是研究暗星云的专家,许多暗星云便以它们的巴纳德编号命名,如马头星云被编为B33号。

一般说来,发射星云和反射星云均为亮星云,亮星云可以通过天文望远镜观察到。由于星云一般距离地球很远,所以肉眼能看到的星云寥寥无几,其中一个能用肉眼看到的星云就是猎户座大星云。冬夜,猎户座高悬南天,猎户座中间三颗恒星排成一条线,十分像猎户的腰带,在腰带下方悬挂的宝刀上,即在猎户座θ星处,有一片模糊的光斑,这就是猎户座大星云。

像猎户座大星云这样的天体本身是不能发光的,50多年前哈勃发现,在每一个像猎户座大星云这样的天体附近,必定有一颗非常炽热的蓝白色的恒星,星云发光是这种恒星的光芒照耀的结果。所以,星云和伴生恒星就像一对孪生兄弟,一个形态美丽,一个激情似火,二者结合在一起就构成了天空中最绚丽的景象之一。

星际物质

星际物质指的是存在于恒星之间的物质,包括星际尘埃、星际气体、星际磁场及宇宙射线。星际物质的总量约占银河系总质量的10%,它们大都集中在银道面附近,尤其在旋臂中。星际气体中,90%是氢,氦约占10%,其他的元素如锂、碳、氮、氧等总共不到1%。大光度、高温年轻星附近的星际氢,被来自这些星的强烈紫外辐射电离,形成HⅡ区,HⅡ区的大小与本身密度及邻星温度有关,温度越高,密度越小,区域越大,但一般不超过600光年。远离热星,没有被电离的星际氢区,氢原子呈中性状态,称为中性氢区,又称HⅠ区。人们还发现温度很低(10K)的分子氢云,通过毫米波和亚毫米波射电望远镜在这些云中已探测到了76种星际分子,从最简单的氢分子H\-2到含有13个原子的HC\-\{11\}N。

星际尘埃指的是直径为0.1~100微米的固态质点,这些质点可能是由水、氨、碳粒、硅酸盐和含铁的物质组成的,在浓密分子云中还发现有冰状物。星际尘埃的总量占星际物质总量的10%。尘埃使星光减弱、红化和部分偏振。星际尘埃微粒经历着复杂的生命循环:星际物质经常受到来自膨胀的超新星遗迹的冲击波、星风和其他力的搅扰,分子云中的许多尘埃微粒是组成新生星的成分,后来又可能在一次星风或超新星爆发中被返抛回星际物质中去。

星际尘埃的发现要回溯到20世纪30年代,特朗普勒对银河系球状星团的研究。当时,他研究银河系中星团的距离和大小,他发现,离太阳越远的星团,它的尺度越大,这似乎意味着太阳又重新成了宇宙的中心。但在哥白尼和沙普利之后,地球或太阳作为宇宙中心的观念已经无法再接受了。那么,又如何解释特朗普勒的观测结果呢原来,为了确定球状星团的大小,需要知道它的角大小和距离。其中,距离是根据恒星的绝对星等和视星等相比而得出的——重要的是,这里并没有考虑传播过程中的消光,如果考虑星际尘埃的消光效应,那么原来估计的距离就偏大了,从而对星团尺度的估计也偏大,据此,特朗普勒指出,在银道面内及其附近存在着消光物质,因此,他的工作证实了存在着星际尘埃。

星际尘埃的发现证明了星际空间是有物质存在的,但是远远不及星际分子的发现那样轰动。寻找星际分子的工作早就开始了,1937年,科学家们用光学望远镜观测星际气体云时,意外地发现了几种双原子分子,也就是由两个原子组成的简单分子。这一发现,给了人们极大的鼓舞,但直到20世纪60年代,对星际分子的发现,才有了长足的进步。1963年,天文学家用望远镜发现了一种新的星际分子——氢氧基分子,它由一个氢原子和一个氧原子组成。1965年,又发现了氢氧分子发射谱线,即“微波波段的激光”。这是美国物理学家在50年代就预见到的。从此,人们对寻找星际分子投入了极大热情。

从1969年发现甲醛分子以来,又发现了许多星际有机分子。就是在河外星系,也发现了好几种分子。截至1978年,共发现了48种星际分子。这里有简单的双原子分子,也有复杂的有11个原子的氰基辛四炔,有水分子,有甲111分子,有氰化氢分子,甚至还发现了乙醇分子。在这些元素中,有同生命过程分不开的水分子和氨分子,有合成氨基酸必不可少的甲醛、氨化氢和丙炔腈分子。这说明宇宙中可能存在氨基酸。氨基酸是构成蛋白质和核酸的主要原料,而生命就是蛋白质的存在方式。

其实星际尘埃往往和星际分子混在一起,这表明尘埃对分子的形成可能起着某种作用,由于星际原子十分稀薄,直接相遇并结合为分子的可能性很小,而粘附在尘埃上的氢原子却比较容易结合为氢分子,然后再返回星际空间。星际分子的形成,特别是多原子分子的形成,星际气体的化学反应等都还是有待探索的课题。

同类推荐
  • 讲给中学生的课外知识——赏·缤纷植物

    讲给中学生的课外知识——赏·缤纷植物

    植物是生命的主要形态之一,包含了如乔木、灌木、藤类、青草、蕨类及绿藻等熟悉的生物。种子植物、苔藓植物、蕨类植物和拟蕨类等植物,据估计现存大约有350000个物种。直至2004年,其中的287655个物种已被确认,有258650种开花植物15000种苔藓植物。绿色植物大部分的能源是经由光合作用从太阳光中得到的。
  • 人与环境知识丛书:绿色未来与生活习惯

    人与环境知识丛书:绿色未来与生活习惯

    除了外出上班、上学、旅游、办事之外,我们大部分时间都是在家里度过的。家庭是消耗资源最多的场所之一,我们的吃喝拉撒睡,无一不在消耗着资源。就从电力资源来说,据国家的权威部门统计,家庭用电已经占全社会用电的12%左右。其中,我们家里的冰箱、空调、电视、电热水器就占了家庭用电总量的80%以上。家庭是社会的细胞,只有每个家庭都有节约意识和节约措施,才能使建设节约型社会落到实处。
  • 科学文库——接触伊甸恶魔

    科学文库——接触伊甸恶魔

    本书主要讲述的内容是:爬行动物的概论、蛇类、蟒蛇、游蛇、龟鳖、侧颈龟、曲颈龟、鳖类、蜥蜴、壁虎、鬣蜥、蛇蜥、巨蜥、石龙子、鳄鱼。
  • 数学教学的趣味题型设计

    数学教学的趣味题型设计

    《最新学校与教育系列丛书:数学教学的趣味题型设计》针对学生在学习数学中出现的问题,针对数学教学的趣味题型设计,有步骤、有梯度地引导学生学会从不同的角度去分析问题和解答题目,增强学生“举一反三”的意识,《最新学校与教育系列丛书:数学教学的趣味题型设计》激发学生学习数学的兴趣,增强学生学好数学的信心。
  • 海洋知识小百科-气象篇

    海洋知识小百科-气象篇

    本套书共分10个分册,分别从海洋、地理、水文、气象、探险、航运、生物、工程、文化、军事、渔业10个不同的角度对海洋做出了诠释,力图通过图文并茂的展现,向广大读者展示一个生动而立体的海洋世纪。
热门推荐
  • 倾世盛宠:邪王的嗜血医妃

    倾世盛宠:邪王的嗜血医妃

    上一世,她是医毒双绝的当世奇才;这一世却成了被庶妹抢了未婚夫的嫡出小姐。刚一穿越过来,就带着浑身恶臭,被妹妹们奚落不止,还被自己的未婚夫一巴掌扇倒在栏杆上,摔死了。现在,她既然来了,就由不得那些奸人在她面前逞威风。欺辱她?灭之!陷害她?杀之!暗杀她?诛之!“王爷,你是又中春药了,还是被狐狸上身所以中了魅邪?”“王妃,你说的太对了,不知王妃对本王的玉颜玉肤可还满意。或者说,王妃打算亲自用身体来检验一番?”扑倒……早上醒来,浑身酸痛。炸毛,发怒!“……邪王,我要休了你!”“爱妃生气了啊?都怨本王,是本王没有侍候好爱妃!爱妃别急……咱们继续……”“……”【情节虚构,请勿模仿】
  • 扑街写手的挽歌

    扑街写手的挽歌

    一个带着自己新书男主设定的扑街写手穿越异界的故事,前期蠢萌向单女主,单女主,单女主
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 猫眼里的世界

    猫眼里的世界

    人性的孤岛,什么时候我们开始只从猫眼里看世界了。
  • 仪笑倾城之独宠庶女

    仪笑倾城之独宠庶女

    慕容冰倾从今世记穿越到了古代。成为了丞相府中一个不受宠爱的小姐,后来被二皇子退了婚,又逼嫁给了另一个皇子,后来............,她成了皇后。
  • 君已入心何谈勿扰

    君已入心何谈勿扰

    她是一只蛇妖却生性善良,单纯可爱的她一心想学好法术,吃喝玩乐游遍天下才是她想要追逐的,未曾想梦想还未开始飞翔,她就先卷入了一场三人之间的爱恨纠葛,当一颗心支离破碎的散了,她还能选择什么,她的世界里还能剩下些什么?是那个温润如玉时而冷漠的师父,还是那个妖孽惑人爱捉弄她的师叔?
  • 暮看日西沉

    暮看日西沉

    威慑江湖的地宫,江湖闻之色变,它跺一跺脚,地都震三震。阿七是地宫晋升最快的一名杀手,她浴血重生、隐忍锋芒在地宫蛰伏了三年。然而,她发现,在地宫还有一个比她藏得更深,潜伏更久的男人。她的目的,是杀了这个男人。
  • 顾念平生

    顾念平生

    她说她是顾念念,他是安平生。他们连起来就是顾念平生。“你好,我叫顾念念,顾念平生的顾念。”嘭的一声!咖啡杯坠落在地面上……三年后的重逢,她已经忘了他……【独宠文。】
  • 莎士比亚悲剧集

    莎士比亚悲剧集

    莎士比亚悲剧集收集了莎士比亚戏剧中的悲剧经典集结成册,全书共3册,收集了《哈姆雷特》《奥赛罗》《李尔王》《麦克白》四大悲剧和《罗密欧与朱丽叶》等名篇,本书以莎士比亚戏剧翻译家朱生豪的译本为底本,进行了精译精校,展现了莎翁戏剧的丰富性和精彩性。