廣闊的宇宙天邊無際,繁星閃爍,數不勝數。炎炎的夏日夜晚,在我們休憩乘涼之餘,當我們把目光投向浩渺無垠的宇宙太空時,看看天幕上綴滿了閃閃發光的繁星。我們不禁要問,這些向我們眨眼睛的繁星,到底是什麼樣的天體呢?它們究竟離我們有多遠呢?
其實,這些會向我們眨眼睛的繁星,就是我們常說的恒星。在望遠鏡中,恒星隻是個明亮的光點,就像我們用肉眼所看到的一樣,隻是更明亮一些。比恒星有趣得多但通常也更難觀測的太空天體還有星雲、星團和星係。用中等的天文望遠鏡,我們就可以看到成千上百的像幽靈一般令人難以琢磨的光暈。
一般來說,這些太空天體,都不能夠用肉眼見到—能用肉眼或雙筒望遠鏡見到的,隻是其中極少的一部分。
望遠鏡對太空天體所起的作用,與對月球、行星和地麵風景所起的作用完全不同。對後者來說,它的主要作用是放大遙遠的景致。而對於太空天體,望遠鏡的主要作用,是為你不敏感的眼睛,收集更多的光線。看不到深空天體的主要原因,不是因為它們太小,而是因為它們太暗。
因此,太空天體觀測,擁有其獨特的技巧。所有的技巧,都是為了幫助眼睛看到幾乎完全黑暗的東西。
影響太空天體觀測的一個最重要的因素,就是光汙染。在所有我們能列出的天體中,光汙染對暗淡的麵狀天體影響最大。黑暗天空的影響程度,甚至超過了望遠鏡口徑對觀測的影響。一架小望遠鏡,在農村可以看到的暗星雲和星係數目,比城市中的大望遠鏡看到的要多許多。這是因為,城市的空氣汙染比農村的要嚴重得多。
有人說,即使住在光汙染嚴重的地區,你仍然可以透過天光看到太空天體,從而得到快樂。要記住,不要因為看似平庸的結果,而責備你自己或是你的望遠鏡。但更好的選擇是,記得把你的望遠鏡帶到鄉下別墅裏去觀測,效果會更好。
太空天體,主要有星團、星雲、類星體等。當然這些還可以再細分,如疏散星團、球狀星團、彌漫星雲、亮星雲等。
星星的名字是怎麼來的
為了起名的方便,為了易於認識天體的位置及觀測天象的變化,古人便把天空中位置鄰近的一群星星分組在一起,從而把天空劃分成許多區域。這些區域,就是各種各樣的“星座”。在國際通用的88個星座中,大約有一半是以動物命名的,有1/4是以希臘神話中的人物命名的,剩下的1/4則是以儀器和用具為名。星星的名字,可以說是千奇百怪,各具特色。
1.鑲嵌在天幕上的眼睛—星係
其一,星係是什麼?
恒星係,或稱星係,是宇宙中龐大的星星的“島嶼”,它也是宇宙中最大、最美麗的天體係統之一。到目前為止,人們已在宇宙中觀測到了約1000億個星係。在它們當中,有的離我們較近,可以清楚地觀測到它們的結構;有的非常遙遠,目前所知最遠的星係,離我們有近200億光年的距離。
其二,星係是怎麼演化的?
按照宇宙大爆炸理論,第一代星係大概形成於大爆炸發生後10億年。在宇宙誕生的最初瞬間,有一次原始能量的爆發。隨著宇宙的膨脹和冷卻,引力開始發揮作用,然後幼年宇宙進入一個稱為“暴漲”的短暫階段。原始能量分布中的微小漲落,隨著宇宙的暴漲,也從微觀尺度急劇放大,從而形成了一些“溝”,星係團就是沿著這些“溝”形成的。哈勃太空望遠鏡拍攝的遙遠的年輕星係照片,其中包含有正在形成中的星係團(原星係)。
隨著暴漲的轉瞬即逝,宇宙又恢複到通常的膨脹速率。在宇宙誕生後的第一秒鍾,隨著宇宙的持續膨脹冷卻,在能量較為“稠密”的區域,大量質子、中子和電子,從背景能量中凝聚出來。100秒後,中子開始結合成氦原子核。在不到兩分鍾的時間內,構成自然界的所有原子的成分,就都產生出來了。大約再經過30萬年,宇宙就已冷卻到氫原子核和氦原子核足以俘獲電子,而形成原子了。這些原子在引力作用下,緩慢地聚集成巨大的纖維狀的雲。不久,星係就在其中形成了。大爆炸發生過後10億年,氫雲和氦雲開始在引力作用下集結成團。隨著雲團的成長,初生的星係即原星係開始形成。那時的宇宙較小,各個原星係之間靠得比較近,因此相互作用很強。於是,在較稀薄較大的雲中,凝聚出一些較小的雲,而其餘部分則被鄰近的雲所吞並。
同時,原星係由於氫和氦的不斷落入而逐漸增大。原星係的質量變得越大,它們吸引的氣體也就越多。一個個雲團各自的運動,加上它們之間的相互作用,最終使得原星係開始緩慢自轉。這些雲團在引力的作用下,進一步坍縮,一些自轉較快的雲團形成了盤狀,其餘的大致成為橢球形。這些原始的星係,在獲得了足夠的物質後,便在其中開始形成恒星。這時的宇宙麵貌,與今天已經差不多了。星係成群地聚集在一起,就像我們地球上海洋中的群島一樣,鑲嵌在宇宙空間浩瀚的氣體雲中。這樣的星係團和星係際氣體,伸展成纖維狀的結構,長度可以達到數億光年。如此大尺度的星係的群集,在廣闊的空間,呈現為球形。