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星雲的分類

  我們要討論的「星雲」,是指銀河系內的星雲而言,並不包含「星系」。星雲是由恆星跟恆星之間很廣大的氣體和塵埃所形成,它們看起來只是雲霧狀的光芒,用再大的天文望遠鏡觀測,也同樣只能看到亮亮的光芒。我們依據星雲的發光特性和明暗情形,將星雲分成下列幾種:

(一)反光星雲

  反光星雲的形成原因,是因為星雲附近有恆星存在,恆星的光照射星雲,星雲中的塵埃反射或散射恆星的光,使星雲成為一片明亮不均的雲氣,而成為我們看到的星雲。也許你還不太懂意思,再舉個例子來說,在晚上的時候,假如有霧,剛好霧裡面有一盞水銀燈,那麼霧裡面的水珠將會反射水銀燈的光,使得我們能看到一團亮亮的霧氣,反射星雲的形成原因就有如這個樣子。你認為反射星雲的物質有多大呢?根據研究,反射星雲的物質,也就是塵埃,大約要有十萬顆排列起來,才有一公分那麼長,可見塵埃是多麼的小了!反射星雲含有較多的塵埃,也有氣體之類的星際物質。

(二)發射星雲

  發射星雲本質上跟反射星雲不同,發射星雲是因為密集的星際氣體中或附近,有表面溫度非常高的恆星,發出強烈的輻射,使氣體經由一種過程,發出我們看得到的光線來,而被我們觀測到的星雲,根據研究,發射星雲不完全由氣體組成,它仍然含有許多的塵埃。有一種發射星雲,叫做「行星狀星雲」,它的外形圓圓的,在以前天文望遠鏡口徑還不很大時,它們看起來很像圓圓的行星,因此將它命名為「行星狀星雲」,行星狀星雲的中心有一顆溫度極高,體積很小的「白矮星」,而星雲狀本體通常都是環狀或圓盤狀。

  星雲狀本體為什麼會發光呢?原來中心的星球放射出很強烈的幅射,使星雲的物質發光,而被我們觀測到它的存在,天文家應用儀器觀測,得知星雲狀的物質在往外擴展之中,也就是說它們在往外膨脹,往外拋射出來。行星狀星雲的密度很稀薄很稀薄,星雲狀物質的總重量,重的就跟太陽差不多,輕的就只有太陽的十分之一而已。星雲內的物質跟一般恆星的相同。目前天文學家發現的行星狀星雲,只有一千多個,天文學家相信,應該還有更多,估計我們的銀河系會有四萬到五萬個之間,在天琴座有一個「環狀星雲」,就是一個很有名的行星狀星雲。

(三)黑暗星雲

  黑暗星雲其實不是「黑」的星雲,黑暗星雲跟一般星雲是一樣的星雲,叫做黑暗星雲的原因是,在遙遠的地方,有星星或散光星雲,在散光星雲和我們之間還存在著一片星雲,由於這一片星雲沒有星星把它照亮,是看不到的,但是它卻擋到或吸收後面的散光星雲,遮住了光,使後面的散光星雲看起來有些是「黑色」的情形,因而洩漏了黑暗星雲的存在;另外一個形成的原因是,在散光星雲內,混著沒有被星星照亮的星雲,它也會遮住明亮星雲的光,而形成「黑暗星雲」。天空中最著名的黑暗星雲是,由天鵝座到天蠍座之間的銀河「大裂縫」,它是銀河系圓盤中的黑暗物質,它是銀河盤面上的塵埃氣體遮住銀河中心方向的光所形成;此外在獵戶座腰帶的「馬頭星雲」,也是一個很有名的黑暗星雲。

星團的分類

  天上的星星除了有單顆星、雙星和聚星之外,有許多星星喜歡群居在一起,它們彼此藉著萬有引力互相吸引,這種的恆星集團,就叫做「星團」,只要有十顆以上的星星聚在一起,就可以稱為星團了,我們根據星團成員的多少和聚集的形狀,將星團分成兩類型,一類叫做疏散星團,另一類叫做球狀星團,此外也有一種叫做「星協」的小集團,也是一種特別的星星集團。

(一)疏散星團

  疏散星團是天空中能看到最多的星體之一,為什麼它叫做疏散星團呢?那是因為它的星星分佈不規則而且星星稀稀疏疏的,結構鬆鬆的樣子而得名,疏散星團大都分佈在銀河盤面上,因此又把它叫做「銀河星團」。

  疏散星團由幾十顆到幾百顆星星所組成,在星團中心的部分,星星會比較密集些,越往周圍,星星會越來越稀疏。疏散星團的實際大小大都由幾光年到約五十光年,距離太陽系的距離不盡相同,由最近的160光年到最遠的16000光年,離我們越近的疏散星團,它看起來視直徑越大,離我們非常遠的疏散星團,看起來非常的小,難以看出來它的個別成員,此外,銀河系盤面上的塵埃,會阻擋遙遠的疏散星團,使我們看不到它們,因此我們現在才找出1000多個疏散星團,而天文學家估計,我們的銀河系應該會有18000個左右的疏散星團。你是否會想到,既然我們的銀河系內有如此多的疏散星團,那麼別的星系是否也有許多的疏散星團呢?答案是有的。我們利用巨大的天文望遠鏡拍攝遙遠的漩渦星系,發現它們也有許多的疏散星團,大的漩渦星系有比較多的疏散星團,小的當然就比較少些。由於星系離我們太遠了,疏散星團的直徑又比較小,因此在如此遙遠的地方看它們,它們是非常的暗非常的小,所以不易分辨出來。著名的疏散星團有那些呢?天空中有許多以眼睛直接就可以看到的疏散星團,譬如金牛座的畢宿星團、昴宿星團,也就是七姐妹星團、巨蟹座的鬼宿星團、夏天銀河中的M6、M7、M39等等。至於其他M編號中屬於疏散星團的星體,只要你使用一台小型的天文望遠鏡,都可以看到它們。

(二)球狀星團

  球狀星團跟疏散星團有許多不一樣的地方,譬如疏散星團如果有2、3百顆星球,就已經不得了,但是像球狀星團,隨便一個最小的球狀星團,就有幾萬顆十幾萬顆的成員;你知道麼?最大的一個球狀星團,有1000000顆的星球。

  球狀星團是一個規模較大的恆星集團,通常由幾十萬顆星球所組成,在球狀星團的中心,星星很密集,由此往外算,星星會越來越稀疏。球狀星團本身呈對稱或球形結構,這也是為什麼它被稱為球狀星團的原因。球狀星團是銀河系中星星最密集的地方,平均星星密度是太陽附近的五十倍,而在星團中心的地方,估計有太陽附近的1000倍,打個比方說吧,當你在球狀星團的中心時,天上的星星會比你在地球上看還多出1000倍,想想天空中的星星數量增加了1000倍,這會是怎樣的世界啊!

  球狀星團的直徑有多少呢?球狀星團的星星比疏散星團多了太多了,當然不可能像疏散星團那麼小,擠在一起,球狀星團的直徑,小的有60、70光年,大的可以大到400多光年。球狀星團距離有多遠呢?球狀星團的距離比一般疏散星團的距離遠多了,通常都是有幾萬光年遠,也由於它們位在那麼遠的地方,它們的視宜徑就會看起來比較小些,大都只有十多分角或以下。有一些球狀星團距離銀河系核心太遠了,它們可能是銀河系之外孤獨的小恆星集團,受銀河系萬有引力的吸引比較弱。

  目前我們發現的球狀星團有五百多個,但是被確認的只有一百多個,在這些球狀星團中比較著名的是半人馬座的ω星團,它不僅是視星等最亮的球狀星團,也是視直徑最大的球狀星團,在春天的夜晚,你可以在南方地平線上方找到它的蹤跡,若不藉助望遠鏡觀察,它看起來就像是一顆四等的星星。在北半天球的星空內,最有名的球狀星團是武仙座的M13和獵犬座的M3兩個,它們兩個比較暗,要使用望遠鏡才能觀測。

  球狀星團分布情形又是如何呢?球狀星團分布跟疏散星團剛好不一樣,球狀星團分布在銀河系的外圍,正確的說,是分布在銀河系盤面的上下兩側,圍繞著銀河系核心,至於由我們在太陽系來觀測球狀星團,它們分布在天空中的位置又是如何呢?基本上來說,球狀星團都分布在天空中銀河以外的區域,因此你可以在飛馬座看到M15,但是有些球狀星團因觀測視線上的關係,它們看起來是位在銀河系銀河的兩側,稍微靠近或位在銀河的光輝中。譬如位在夏天銀河旁的M22、M69、M70等。就如在了解其他的星系是否有疏散星團的問題一樣,其他的星系是否也有球狀星團呢?答案也是有的,而且分布在星系中的位置也跟本銀河系一樣。使用巨大的天文望遠鏡拍攝離本銀河系較近的星系,尤其是以側邊對著我們的漩渦星系和橢圓星系,我們很容易在星系的周圍發現這些微弱光芒的小光點,也就是這個星系的球狀星團。

  根據天文學家的研究,球狀星團是由年紀很大的星星所組成,但是天文學家卻在本銀河系的鄰居「大麥哲倫星系」內發現一件不尋常的事情,那就是在這個星系內發現同時存在有年老跟年輕的兩種球狀星團,這個發現可是讓天文學家又開始傷腦筋了。

 

資料來源:

http://public1.ntl.gov.tw/publish/sci_act/13/text_31.htm

 

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