暗星云,是星际云(interstellar cloud)的一种,是银河系中不发光的弥漫物质所形成的云雾状天体,密度足以遮蔽来自背景的发射星云或反射星云的光(像是马头星云),或是遮蔽背景的恒星(像是煤炭袋)。

中文名

暗星云

外文名

Dark nebula

分类

星际云(interstellar cloud)

典型代表

马头星云

外型和边界

不明确

发光情况

不发光

简介

暗星云(dark nebula )是星际云(interstellar cloud)的一种,它的密度足以遮蔽来自背景的发射星云或反射星云的光(像是马头星云),或是遮蔽背景的恒星(像是煤炭袋)。

暗星云

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包克球。

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,像是恒星形成和迈射。毫无疑问的,马头星云是最出名的暗星云。

由来

暗星云

恒星之间具有广阔的空间。恒星际空间不是一无所有的真空,而是充满了形形色色的物质。这些物质包括星际气体、尘埃、粒子流、宇宙线和星际磁场等,统称为恒星际物质。这些星际物质的分布是不均匀的。有的地方气体和尘埃比较密集,形成各种各样的云雾状天体。这些云雾状的天体就叫星云。

“星云”这个名词仅有200多年的历史。起初把观测到的弥散的云雾状天体统称星云。后来天文望远镜分辨率的提高,把这些星云又分成星团、星系和星云三种类型。银河系中的气体尘埃密集的云雾天体,称为星云;银河系以外,类似银河系的天体系统,叫星系。

银河系中的星云物质,就形态来说,可以分为弥漫星云、行星状星云和超新星剩余物质云;就发光性质来说,可分为发射星云、反射星云。暗星云也称暗物质,是一种宇宙中看不见的物质星云。

特点

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,他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。

这种暗区在银河系中很多,最明显的是天鹅座的暗区,银河被分割成为向南延伸的两个分支。再如猎户座有名的马头星云和蛇夫座S状暗星云,也是不透明的暗星云。但在云层较薄时,仍可看到一些光度被大大减弱了的恒星,所以在这个天区所看到的星体,就比没有暗星云的天区稀疏得多。根据对穿过暗星云的星光的偏振测量,求得其中的尘埃粒子的直径大约为10-5厘米。这和亮星云中的情况是一致的,说明暗星云和亮星云并没有本质上的不同,只是暗星云所含的尘埃量比较大。

发现

赫歇尔父子于1784年首次注意到亮的银河中有一些黑斑和暗条。开始他们以为这是银河中某些没有恒星的洞或者缝。后来的照相研究表明,这种现象是由于一些位于恒星前面的不发光的弥漫物质造成的。

这种暗区在银河系中很多,最明显的是天鹅座的暗区,银河被分割成为向南延伸的两个分支。再如猎户座著名的马头星云和蛇夫座S状暗星云,也是不透明的暗星云。在星云较薄弱的部分仍可看到一些光度被减弱了的恒星,看起来这些区域的恒星密度显得很稀疏。暗星云和亮星云并没有本质上的不同,只是暗星云所含的尘埃比较大,有很多亮星云实际上是一个更大的暗星云的一部分。球状体是一种小型且密度较大的球状暗星云,也叫做巴纳德天体,只能用大型望远镜才能观测到。

近年来对暗星云的射电观测,发现有许多亮星云往往是包含在一个更大的暗弱星云之中。1946年以来,在不少亮弥漫星云背景上发现一些球状的暗云──球状体。一般人认为,这些物质密度较高的球状体很可能是一些正在形成的原恒星,即恒星的前身。

研究

暗星云本身不发光,利用光学方法进行研究就受到很大限制。射电天文方法为暗星云的研究提供了有力的工具。这主要是由于暗星云本身有各种射电辐射。尤其是它们发射的中性氢21厘米谱线,使我们能够更深入地研究大量处于低温状态的暗星云的大小、结构和组成,从而为研究银河系结构和运动提供重要的资料。典型暗星云中的温度约为5~10K。此外,在暗星云所在天区发现许多有机分子,因此有些暗星云也叫作星际分子云。

通过毫米波观测,发现在一氧化碳暗星云中存在一些温度较高(15~50K)的“热点”,这些热点还有较强的红外辐射。通过红外观测还发现一些包围在暗星云中的能量集中在2~20微米波段的红外源,其中一些较亮的红外源还和暗星云中的微波源有关。观测还发现一些年轻的天体如赫比格发射星(年龄约105~106年)、赫比格-阿罗天体等直接与暗星云有密切的关系。这些暗星云的直径约为10秒差距,平均原子数密度约为每立方厘米5×103个,平均温度约为10K。在其演化过程中,由于某种辐射(如毫米波)损失使内能减少,导致内压力小于本身重力而发生坍缩。

在坍缩过程中,某些团块在重力作用下形成一系列密集点,这些可能就是形成恒星或星群的原始胚胎。根据恒星诞生率和银河系中暗星云的总质量对比来看,只有很少一部分物质(千分之一到百分之一)形成恒星。

种类

蛇夫座S状暗星云

暗星云

恒星都跑到那儿去了?以前认为它是天空中的一个洞,现在的天文学家知道它是个暗分子云。在这片分子云中,高密度的尘埃和分子气体几乎完全吸收了背景恒星所发出的可见光。分子云的内部可能是宇宙中最寒冷且最孤独的地方。这片暗星云,是位在蛇夫座的B68,它是最著名的暗星云之一。星云的中心附近完全看不见恒星,说明B68离我们不远,它约距离我们500光年,大小约一光年。现在还不是很清楚像B68这种星云是如何形成的,但我们知道它们是新恒星的可能诞生区。马头星云

暗星云

猎户座的马头星云是夜空中最好辨认的星云之一,它是一个大型暗分子云的一部份。这个有着不寻常形状的天体,是在18世纪末,从一张照片底板上发现的。星云红色的辉光,主要是星云后方被恒星所照射的氢气。暗色的马头主要来自浓密的 尘埃遮掩了它后方的光,不过马颈底部左方的阴影,是马颈所造成的阴影。

贯穿星云的强大磁场,正迫使大量的气体飞离星云。马头星云底部里的亮点,是正在新生阶段的年轻恒星。光约需要经过1500年,才会从马头星云传到我们这里。

北美洲星云

这个发射星云的名称叫北美洲星云,因为它和北美洲大陆的外观很像。北美洲星云右方这个较暗的星云,编号是NGC 7000,或称为鹈鹕星云。这两个发射星云距离我们大约1500光年,两者之间由一个暗星云隔开,它们总共延伸了将近50光年的范围。这两个位于天鹅座的星云,在远离都市光害的地区,用双筒望远镜就能够观赏,当你找到亮星天津四后,再往它的东北方看,就不难找到这两个美丽的星云。

发射星云会发光,通常是因为星光激发和游离星云内的氢气,不过到目前为止,天文学家还不知道到底是那几颗恒星,激发这两个星云发出红色的辉光。