三葉星雲位於人馬座。要想找到三葉星雲,我們要先熟悉一下人馬座。人馬座是一個十分壯觀的星座,坐落在銀河最寬最亮的區域,那裏就是銀河係的中心方向。每年夏天是最適於觀測人馬座的季節。6月底7月初時,太陽剛剛落山,人馬座便從東方升起,整夜都可以看見它。
人馬座是黃道12星座之一,它的東邊是摩羯座、西邊是天蠍座。有人將人馬座叫作射手座,那是不規範的叫法。人馬座的主人公是希臘神話中上身是人、下身是馬的馬人凱洛恩。凱洛恩既擅長拉弓射箭又是全希臘最有學問的人,許多大英雄都拜他為師。由於人馬座的位置比較偏南,所以地球上北緯78度以北的地區根本看不到這個星座,北緯45度以南的地區才能夠看到完整的人馬座。我國絕大部分地區都能看到完整的人馬座。
那麼,我們怎樣才能順利地找到人馬座呢?人馬座中有6顆亮星組成了一個與北鬥七星非常相像的南鬥六星。雖然南鬥六星的亮度和大小都比北鬥七星遜色,但也很惹人注意。找到了南鬥六星也就是找到人馬座了。
人馬座的範圍比較大,所包含的亮星比較多,2等星2顆,3等星8顆。人馬座也是著名深空天體雲集的地方,除了三葉星雲之外,另外還有14個梅西葉天體,如著名的礁湖星雲M8、馬蹄星雲M17等等,三葉星雲在梅西葉星表中排行20,簡稱M20。
那麼,三葉星雲在哪兒呢?它就在南鬥六星鬥柄尖上那顆較亮的人馬座μ星的西南方大約4°遠處。三葉星雲距離我們5600光年之遙。
環狀星雲
環狀星雲,意為行星狀星雲,因此類星雲中心有顆高溫星,外圍環繞著一圈雲狀物質,就好像行星繞著太陽似的,因而得名,也有因其形狀像一個光環,所以又稱為環狀星雲。
其成因係由超新星爆炸所致,當一顆質量在太陽的1.4至2倍的恒星發生爆炸時,其外部物質被拋向太空,形成圓形的星雲,而星球的核心部分則被壓縮成密度極大、溫度極高的中子星,把拋出到周圍的物質照亮而被人們看到,即為環狀星雲,這和氣狀星雲、係外星雲的性質完全不同,此類星雲在數量上遠比其他類星雲星團少的多。環狀星雲是由英國著名天文學家威廉·赫歇爾發現的。當時,赫歇爾還是英國皇家樂隊的一名鋼琴師,但他酷愛天文學,經常用望遠鏡觀測星空。
1779年夏季的一天晚上,當赫歇爾把望遠鏡對準天琴座的時候,在密密麻麻的恒星當中,發現了一個略帶淡綠色、邊緣較清晰的呈小圓麵的天體。他模模糊糊地看出它應該是一個星雲。但這是一種什麼類型的星雲呢?赫歇爾也不知道。
由於他的望遠鏡分辨率太差了,他看不清楚星雲的細節,隻是看它的模樣與大行星很相像,於是赫歇爾就把這類星雲命名為行星狀星雲。事實上,行星狀星雲與行星毫無關聯,然而這個不恰當的名稱卻被人們一直沿用下來。與赫歇爾同時代的法國天文學家安東尼·達爾奎耶也在同時發現了這個天體,他當時是在觀測出現的彗星而看到它的。法國天文學家梅西葉把這個天體收入自己編製的星表中,排在第57位,簡稱M57。
隨著觀測能力的不斷提高,人們後來又陸續發現了不少行星狀星雲,目前的總數為1000多個。天文學家估計在我們的銀河係中大概一共有四五萬個行星狀星雲,隻是由於它們都隱藏在太空深處,實在是太小太暗了,以至於我們目前還不能發現它們。
馬頭星雲
IC 434是位於獵戶座的一個明亮發射星雲,它於1786年2月1日被英國威廉·赫歇爾發現。它位於獵戶腰帶最東邊的參宿一旁邊,是一片細長且模糊不清的地區。IC 434因為襯托出著名的馬頭星雲,因此它比IC星表中的其他天體更為著名。
馬頭星雲,亦稱巴納德33,是明亮的IC 434內的一個暗星雲,位於獵戶座的暗星雲,馬頭星雲離地球1500光年,從地球看它位於獵戶座下方,視星等8.3等,肉眼不能見。因形狀十分像馬頭的剪影,故有馬頭星雲的稱號。1888年哈佛大學天文台拍下的照片首次發現這個不同尋常形狀的星雲。
“馬頭星雲”是業餘望遠鏡能力範圍內很難觀測的天體,所以業餘愛好者經常將“馬頭星雲”作為檢驗他們觀測技巧的測試目標。它的一部分是發射星雲,為一顆光譜型B7的恒星所激發;另一部分是反射星雲,為一顆光譜型B7的恒星所照亮。角直徑30',距地球350秒差距。星雲紅色的輝光,主要是星雲後方被恒星所照射的氫氣。暗色的馬頭高約1光年,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。馬頭星雲底部裏的亮點,是正在新生階段的年輕恒星。光約需要經過1500年,才會從馬頭星雲傳到我們這裏。
幽靈星雲
幽靈星雲,是位於獵戶座的一個彌散星雲,距離地球1300光年,看起來像有一個黑色鬼影浮於霧氣之中。幽靈星雲的編號是NGC 6369,它是18世紀的英國天文學家威廉·赫歇爾用望遠鏡觀測蛇夫座時發現的。這個星雲具有行星渾圓的外觀,此外它也很昏暗,所以有幽靈星雲的綽號。獵戶座內部的明亮變星V380照亮了此星雲,這些寒冷氣體與塵埃如此濃密,以至於完全阻擋了光線的通過。此黑暗雲中的恒星或許很密集,而此黑暗雲是一個致密的氣體塵埃雲,叫博克球狀體。
小幽靈星雲位於離開太陽係2000光年以外的蛇夫星座,氣體以24千米/秒左右的速度向外噴濺,而氣團的直徑已經達到1光年。呈現藍綠色的中間部分由氣體組成,這是在紅色巨星紫外線作用下發生強烈電離的結果,氣團的外部受紫外線的作用較弱,因此氣團的外部顏色接近黃色和橙色。
螞蟻星雲
該星雲是一個由塵埃和氣體構成的雲團,專門名稱是Mz3。在用地麵望遠鏡觀察時,發現它的外形與一隻螞蟻非常相似。位於我們的銀河中,距離地球3000到6000光年。它是於1997年7月20日被華盛頓大學天文學家布魯斯·貝裏克和萊登大學天文學家文森特·艾克在研究哈伯太空望遠鏡的影像時發現的。Mz3被稱為螞蟻星雲是因為它的影象十分像一隻普通螞蟻的頭部和胸部。
貓眼星雲
貓眼星雲為一行星狀星雲,位於天龍座。這個星雲特別的地方,在於其結構幾乎是所有有記錄的星雲當中最為複雜的一個。貓眼星雲擁有繩結、噴柱、弧形等各種形狀的結構。這個星雲於1786年2月15日由英國威廉·赫歇爾首先發現的。至1864年,英國業餘天文學家威廉·赫金斯為貓眼星雲作了光譜分析,也是首次將光譜分析技術用於星雲上。
現代的研究揭開不少有關貓眼星雲的謎團,有人認為星雲結構之所以複雜,是來自其連星係統中主星的噴發物質,但至今尚未有證據指出其中心恒星擁有伴星。另外,兩個有關星雲化學物質量度的結果出現重大差異,其原因目前仍不明。
我還想知道
上帝之唇:2010年,美國宇航局拍攝到一張暮年恒星形成的星雲圖像,星雲的形狀酷似噘起來準備親吻的嘴唇。這顆正在衰亡的恒星距地球1.6萬.光年,是銀河係最大的天體之一。
黑洞是宇宙掠奪者嗎
黑洞是什麼
黑洞很容易讓人望文生義地想象成一個“大黑窟窿”,其實不然。所謂“黑洞”,就是這樣一種天體:它的引力場是如此之強,就連光也不能逃脫出來。
黑洞不讓任何其邊界以內的任何事物被外界看見,這就是這種物體被稱為黑洞的緣故。我們無法通過光的反射來觀察它,隻能通過受其影響的周圍物體來間接了解黑洞。雖然這麼說,但黑洞還是有它的邊界,既“事件視界”。據猜測,黑洞是死亡恒星的剩餘物,是在特殊的大質量超巨星坍塌收縮時產生的。另外,黑洞必須是一顆質量大於錢德拉塞卡極限的恒星演化到末期而形成的,質量小於錢德拉塞卡極限的恒星是無法形成黑洞的。
黑洞其實也是個星球,隻不過它的密度非常大,靠近它的物體都被它的引力所約束,不管用多大的速度都無法脫離。對於地球來說,以第二宇宙速度每秒11.2千米飛行就可以逃離地球。但是對於黑洞來說,它的第二宇宙速度之大,竟然超越了光速,所以連光都跑不出來,於是射進去的光沒有反射回來,我們的眼睛就看不到任何東西,隻是黑色一片。
黑洞的形成
根據廣義相對論,引力場將使時空彎曲。當恒星的體積很大時,它的引力場對時空幾乎沒什麼影響,從恒星表麵上某一點發的光可以朝任何方向沿直線射出。而恒星的半徑越小,它對周圍的時空彎曲作用就越大,朝某些角度發出的光就將沿彎曲空間返回恒星表麵。等恒星的半徑小到一特定值,天文學上叫“史瓦西半徑”時,就連垂直表麵發射的光都被捕獲了。到這時,恒星就變成了黑洞。說它“黑”,是指它就像宇宙中的無底洞,任何物質一旦掉進去,“似乎”就再不能逃出。實際上黑洞真正是“隱形”的。
那麼,黑洞是怎樣形成的呢?其實,跟白矮星和中子星一樣,黑洞很可能也是由恒星演化而來的。
當一顆恒星衰老時,它的熱核反應已經耗盡了中心的燃料——氫,由中心產生的能量已經不多了。這樣,它再也沒有足夠的力量來承擔起外殼巨大的重量。所以在外殼的重壓之下,核心開始坍縮,直至最後形成體積小、密度大的星體,重新有能力與壓力平衡。
質量小一些的恒星主要演化成白矮星,質量比較大的恒星則有可能形成中子星。而根據科學家的計算,中子星的總質量不能大於3倍太陽的質量。如果超過了這個值,那麼將再沒有什麼力能與自身重力相抗衡了,從而引發另一次大坍縮。
這次,根據科學家的猜想,物質將不可阻擋地向著中心點進軍,直至成為一個體積趨於零、密度趨向無限大的“點”。而當它的半徑一旦收縮到一定程度,正像我們上麵介紹的那樣,巨大的引力就使得即使光也無法向外射出,從而切斷了恒星與外界的一切聯係——黑洞誕生了。
黑洞的本領
與別的天體相比,黑洞是顯得太特殊了。例如,黑洞有“隱身術”,人們無法直接觀察到它,連科學家都隻能對它內部結構提出各種猜想。那麼,黑洞是怎麼把自己隱藏起來的呢?答案就是——彎曲的空間。我們都知道,光是沿直線傳播的。這是一個最基本的常識。可是根據廣義相對論,空間會在引力場作用下彎曲。這時候,光雖然仍沿任意兩點間的最短距離傳播,但走的已經不是直線,而是曲線。形象地講,好像光本來是要走直線的,隻不過強大的引力把它拉得偏離了原來的方向。
在地球上,由於引力場作用很小,這種彎曲是微乎其微的。而在黑洞周圍,空間的這種變形非常大。這樣,即使是被黑洞擋著的恒星發出的光,雖然有一部分會落入黑洞中消失,可另一部分光線會通過彎曲的空間中繞過黑洞而到達地球。所以,我們可以毫不費力地觀察到黑洞背麵的星空,就像黑洞不存在一樣,這就是黑洞的隱身術。
更有趣的是,有些恒星不僅是朝著地球發出的光能直接到達地球,它朝其他方向發射的光也可能被附近的黑洞的強引力折射而能到達地球。這樣我們不僅能看見這顆恒星的“臉”,還同時看到它的側麵、甚至後背。
對黑洞的研究
黑洞無疑是20世紀最具有挑戰性,也最讓人激動的天文學說之一。許多科學家正在為揭開它的神秘麵紗而辛勤工作著,新的理論也不斷地提出。根據愛因斯坦的能量與質量守恒定律。當物體失去能量時,同時也會失去質量。黑洞同樣遵從能量與質量守恒定律,當黑洞失去能量時,黑洞也就不存在了。英國物理學家史迪芬·霍金預言,黑洞消失的一瞬間會產生劇烈的爆炸,釋放出的能量相當於數百萬顆氫彈的能量。
黑洞會發出耀眼的光芒,體積會縮小,甚至會爆炸。霍金於1974年作此理論時,整個科學界為之震動。黑洞曾被認為是宇宙最終的沉澱所:沒有什麼可以逃出黑洞,它們吞噬了氣體和星體,質量增大,因而洞的體積隻會增大。
霍金的理論是受靈感支配的思維的飛躍,他結合了廣義相對論和量子理論。他發現黑洞周圍的引力場釋放出能量,同時也在消耗黑洞的能量和質量。當黑洞的質量越來越小時,它的溫度會越來越高。
這樣,當黑洞損失質量時,它的溫度和發射率增大,因而它的質量損失得更快。這種“霍金輻射”對大多數黑洞來說可以忽略不計,而小黑洞則以極高的速度輻射能量,直至黑洞的爆炸。
黑洞的毀滅
所有的黑洞都會蒸發,隻不過大的黑洞沸騰得較慢,它們的輻射非常微弱,因此令人難以覺察。但是隨著黑洞逐漸變小,這個過程會加速,以至最終失控。黑洞萎縮時,引力也會變陡,產生更多的逃逸粒子,從黑洞中掠奪的能量和質量也就越多。
黑洞萎縮得越來越快,促使蒸發的速度變得越來越快,周圍的光環變得更亮、更熱,當溫度達到1015攝氏度時,黑洞就會在爆炸中毀滅。
“黑洞”這個詞是20世紀才出現的。美國物理學家約翰·惠勒為了形象描述這種神奇的天體,於1967年創造了這個頗具神秘色彩的術語。
惠勒把黑洞比作《艾麗絲漫遊奇境記》中的壞女人,她隻在臨死前露出一絲微笑。“引力微笑”是恒星坍縮成黑洞或被另一個黑洞吞沒時的唯一跡象。
正是在引力微笑的指引下,我們得以在神奇的宇宙中去發現黑洞這個貪婪的掠奪者。黑洞為我們解答許多科學難題提供了線索,引導我們在沒有邊界、超越了時空概念的宇宙空間遨遊。
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一個來自以色列特拉維夫大學的天文學家小組發現,宇宙中最大質量黑洞的首次快速成長期出現在宇宙年齡約為12億年時,並非之前認為的20至40億年。
天狼星為何會變色
天狼星會變色嗎
天狼星的亮度在天空中排行第六,所以,天狼星也算是夜空中一顆比較明亮的星星了。但令人不可思議的是它的顏色。在古代的巴比倫、古希臘和古羅馬的書籍裏,記載的天狼星是紅色的,但今天人們發現的天狼星卻是一顆白色的星。
天體曆史學家們認為,是由於天狼星接近地平線的緣故。接近地平線的星球,呈現紅色,就像朝陽和落日一樣。德國兩位天文學家斯地勞瑟和伯格曼對這種傳統的說法提出了異議。他們找出6世紀法國曆史學家格雷拉瓦·杜爾主教寫給修道院的訓示手稿中有關於天狼星的記載。其中談到天狼星是紅色的,並且非常明亮。科學家托馬斯·傑斐遜在1892年重新提起了紅色天狼星的問題。