星云
xīng yún
星云是太空中一大团气体和尘埃云,常常是新恒星诞生的地方,也可能是恒星死亡后留下的遗迹。
Definition
星云是太空中一大团气体和尘埃云,有时是新恒星正在诞生的地方,有时则是恒星死亡后留下的残骸。星云主要由氢和氦组成:发射星云因附近炽热恒星激发其气体而发光,反射星云依靠反射恒星的光而发亮,暗星云则会遮挡其背后的光;行星状星云和超新星遗迹则是垂死恒星抛出的外层物质。星云的密度从每立方厘米几十个粒子到几百万个粒子不等,远低于任何实验室能造出的真空。当一团分子云核心的质量超过金斯质量、引力压过热压力时,恒星形成便开始了;O型和B型恒星发出的紫外光子会电离周围的氢,使电离氢区在 $656\ \text{nm}$ 的氢-alpha谱线处发光。
Example
猎户座大星云用双筒望远镜就能看到,是猎户座腰带下方一团模糊的光斑,距离约 $1{,}300$ 光年,直径约 $24$ 光年,是一个正在孕育新恒星的星云。蟹状星云则是公元1054年在地球上观测到的一次超新星爆发所留下的、正在膨胀的碎片。一团温度为 $10\ \text{K}$、每立方厘米含 $10^4$ 个氢分子的寒冷分子云,其金斯质量只有几个太阳质量,所以它会分裂成许多恒星大小的碎块,而不是坍缩成一个巨大的天体。
Key Insight
星云在照片里看起来浓厚而实在,实际上却比地球上最好的真空还要稀薄得多,它们看起来明亮只是因为体积极其庞大。星云一词的本意是云,在望远镜性能提高之前,任何模糊的天体都会被称为星云,包括星系在内;如今这个词专门用来指星系内部的气体尘埃云。星云既是摇篮,也是坟墓:垂死恒星抛出的重元素会富集到孕育下一代恒星的云中,因此每一代恒星诞生时,所含的碳、氧和铁都比上一代更多。