绚丽的宇宙星云(180多幅精彩照片+详尽的说明)

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看来像是个宇宙“草皮喷水器”，尘埃由旋转中的恒星系统喷出，形成这张红外光频假色照片所显现的风车形状。天文学家用一部非常精密的干涉仪，配合10米口径的凯克望远镜，在观测编号为WR 104的Wolf-Rayet型恒星时，发现了这个令人惊讶的尘埃图案。Wolf-Rayet型恒星一般认为是濒临激烈超新星爆炸的大质量恒星，它们变得如此炽热和明亮，以致于它们强烈的辐射所形成恒星风开始把物质吹跑。这里头最大的难题是，它们的星光的能量非常高，任何尘埃颗粒难逃被摧毁的命运，故不应形成风车状的尘埃分布。解答这难题的可能说法之一是有一颗伴星藏在明亮的中央区域，它所产生的恒星风和主星的恒星风相互牵制，遮护了一条长带状的尘埃。当这个双星系统旋转时，幸存下来的尘埃微粒喷洒出去，形成螺旋状的分布。

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最近是否听说很多关于环状的行星状星云? 没错! 这是一张本银河系的行星状星云M57的壮丽景观，这是最有名的环状星云的其中之一。这张图像是由三张照片叠加而成，一张是纪录大约一光年宽的星云，另一张是精细却暗淡的外环，充满炽热的氢气，第三张是非常遥远的背景星系。其中一个背景星系IC 1296在左上角，很清楚可以看到棒状及漩涡状的结构，可以跟漂亮的M57互相辉映。很有趣的是虽然IC 1296 距离我们二十亿光年，相对来说M57只有两千光年，在遥远的漩涡状星系附近，弱的环状一样是很清楚。

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在充满尘埃的星云RCW49内，恒星和行星正在形成之中。这张史匹哲太空望远镜所拍摄的假色红外光影像，呈现了这个邻近的恒星育婴室的情景，其中有已经形成的炽热恒星，它们在星云的中心区清出一个大洞。除此之外，影像中还可以找到超过300颗新恒星，分别散布在这些尘埃云和丝状物里。这分红外光观测资料显示，部分新诞生恒星的周围可能有原行星盘，这些盘状物是现有观测资料中最暗也最远的行星形成盘。这些令人兴奋的结果，进一步支持行星盘是恒星诞生过程的自然产物的想法。RCW 49位于半人马座内，距离我们只有14000光年远，大小约为350光年。

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大质量恒星、高侵蚀性的恒星风、大量的尘埃及高能量的星光，一同雕塑出我们本星系群内最大也最美丽的恒星形成区之一。这个称为N11的区域，出现在许多以它母星系为主题影像的右上方，而它所在的大麦哲伦星系是我们银河系的近邻。下面影像实际上呈现了N11B，它是N11星云的一部份，它的大小约有100光年而且特别活跃。在大麦哲伦星系里，N11的大小只输给称为剑鱼座30的恒星诞生区。天文学家研究N11B内的恒星，发现它实际发生过三次恒星诞生活动。在影像的右上角，可以看见包着即将诞生出恒星的黝黑、结实尘埃球。

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大质量恒星来自于哪里? 观测上的证据指出发展中的开放星团外围是主要的产区。下图就是一个开放星团:Sharpless 212。影像中央可见的就是这个开放星团的大质量恒星，来自这些星星的充沛星光游离了周围的氢原子，产生出一个HII 游离氢区域，当氢原子再度获得电子 时，就会放出闪耀红光。Sharpless 212尚含有少量的尘埃与重原子，如硫；尘埃有效地吸收光线，而自硫发出的发射线则为蓝色光。在HII 区域的边缘可看到特别显著、将游离物质与周围的中性物质分隔地壁垒分明的界线。Sharpless 212 横跨了大约20 光年大小，位于 25,000光年远处。

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有时候意料之外的事物之形状，可能是挺熟稔的。在这张照片的中右方，看起来形状很熟悉的泪珠状物体，其实是一个位置很尴尬的气体和尘埃盘。这颗泪珠的大小和我们的太阳系差不多，而且它正在与时间进行竞赛，企图凝结并形成行星。它的位置很不凑巧，刚好在四合星的附近，因为附近有数颗巨大的恒星，这些亮星发射出非常高能量的辐射，能够轻易地把 这个行星盘里的气体和尘埃剥离。因此，和木星相类的行星，大概不可能会在这种严酷的环境中形成，但是我们还不能确定与地球类似的行星，是否能形成且存活下来。

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心宿增四周围的云气有多彩且鲜明之色泽，它们是许多天文过程的自然产物。举例来说，对心宿增四星及邻近恒星所发出的星光，蓝色区域是因为这部分云气对蓝光的反射要比红光的效率高，所以呈现蓝色的色泽。地球的蓝天，也是起源于同一原因。星云会出现红色和黄色的区域，则是来自这部分云气中的原子和分子所辐射的光。来自邻近恒星的星光，尤其在这个例子中的亮星心宿二，会把电子从云气分子和原子中打出来，而电子复合时就会辐射辉光。星云暗色的区域是由尘埃微粒所造成的，它们合成于年轻恒星的大气中，对遮挡后方的星光效率很高。心宿增四星周的云气远比影像左下端的球状星团M4要来得近。星云所发出的光超过人类视觉可见的范围。实际上它的辐射横跨每一个电磁波段，从电波一直到伽玛射线。

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某些恒星以很慢的速度爆发，WR124星就是这种数量少且质量非常大的恒星，这种星的温度非常高而且活动剧烈，它们正一步一步的走向瓦解。图中每个发亮气团的质量都超过地球30倍。这些气团是由强烈的恒星风所吹出来的。位于影像中央的是WR124，环绕它四周的是它所吹出的云气M1-67。为什么这种星会在10000年中缓慢地将自己瓦解？其中的原因目前还不清楚。WR124距离我们有15000光年远，它位于人马座中。

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美丽的星云可以在蝘蜓座中看见，这个星座要在地球赤道以南才能看的清楚。在蝘蜓座里，可以看到黑暗的分子云及行星状星云NGC 3195。图的中间偏左是一个包围着年轻亮星的反射星云，右下方是一黑暗的分子云，它阻碍了一些从后方来的星光。下图的这些天体所发出来的光，花费了数百年才到达地球。

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老天啊！这到底是什么呢？有时候，天文学家会在天空观测到他们无法马上了解的天体。例如，郭梅兹在1985年就遇到这种状况，而这个天体因为它独特的外形，就被称为是郭梅兹的汉堡。经过一些探索后，这个天体被归类为原行星状星云，它是一颗类太阳恒星在核心的氢燃料刚完全融合成氦后，所释放出的云气。郭梅兹汉堡再经过数千年后，将会发展成一个完整的行星状星云。影像亮带状的辉光(圆面包)，源来自中心星的尘埃所反射的星光。不过恒星本身在横过恒星中央的厚重尘埃盘(碎肉饼)遮掩下，暂时还看不见。下面这张影像中的郭梅兹汉堡，是由哈勃太空望远镜在不久之前所拍摄的。郭梅兹汉堡位在人马座内，它距离地球大约有一万光年，不过它的个头儿远小于一光年。

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冰冷的星风从回飞棒星云中央的中心星不停吹出来。回飞棒星云位在南天的半人马座内，距离我们约有5000光年，下面这张影像是哈勃太空望远镜在1998年所拍摄的假色影像。这团具有对称性的云气，是由逐渐老化中心星所吹出的高速云气和尘埃风所形成的，这种星风的速度高达每小时60万公里。高速星风所造成的快速扩张，也使云气分子的温度降到只比绝对零度高1度而已。它们的温度甚至比宇宙背景辐射的温度要低，让它成为遥远宇宙最冷的区域。 冰寒的回飞棒星云会发光，是因为它尘埃反射了来自中心星的星光，天文学家认为它是正在演化到行星状星云阶段的恒星或恒星系统。

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在过去五年中，由哈勃望远镜所拍摄的这三张照片里，可以看出金牛座XZ双星系统的行为非常不寻常，它会喷出炽热的气体泡泡！为什么金牛座XZ双星系统的行为这么特殊呢？到现在为止，天文学家也不知道确切的原因。不过，从最近发布这三张时序照片里，可以很清楚地看见气泡的前端是冷却区，在这个区域的电子和离子相遇和复合之后，就会发射出光并使气泡的温度降低。金牛座XZ双星位于金牛座的恒星诞生区之内，和我们的距离大约有500光年。 金牛座XZ星是由两颗年轻的恒星所组成，它们之间的距离和太阳与冥王星差不多。在过去的三十年之中，这个气泡扩张所增加的半径，大约是这组双星之间距离的15倍。

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恒星和恒星之间的空间，充填有极为稀薄的气体，其中最主要的是氢气。这些中性的氢原子天文学家称它们是HI，它由一颗质子和一颗电子所组成。电子和质子不停地像陀螺一般在自转，而它们的转轴可以有两种不同的指向，它们可以是平行或反平行。星际物质中氢原子的自旋方向，由平行转变成反平行是一种极稀少的事件，不过当这种转变发生时，它们会辐射出波长为21厘米的无线电波，这种电波的振荡频率是1420MHz。要了解宇宙中中性氢原子的分布，无线电望远镜必需调到这个频率来进行观测。下面这张全空HI巡天影像就是用这种方法获得的。它代表了宇宙中性氢原子的分布，水平横过影像中央的平面是我们银河系的盘面。 在这张假色照片中，完全看不到个别的恒星，只看到了延伸范围至少在数十到数百光年的氢气云，而且它们大多聚集在银河盘面附近。在银盘恒星活动的影响下，这些云气常会形成弧状或环状的结构。

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古老的超新星气壳，包覆着新生星球的云茧，与出自远方类星体的小光点，突显出这张朝向 天鹅座所拍得的精采景色。这幅上了代表色的影像涵盖了10左右的天空，但这还只是加拿大银河系平面巡弋计划在无线电波段的一小部分而已。弥散的离子化气体带流过距离我们6000 光年远的恒星形成区，另外可看到两个显著的超新星气壳，一个是左下角的棕色云球，一个是在右上方的白色不规则圆球，棕色云球的左边则是整个北美洲星云。影像中各处的亮白色节结则是著名的恒星云茧，这些恒星中有些很可能会产生未来的超新星气壳。位于极远处的类星体所发出的光辉，在这里看起来则只是一个个的红点。

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星团是一团内部恒星运动很复杂的天体。组成球状星团或疏散星团的恒星，都绕着星团的中心运动，偶而有其它的恒星在它附近掠过，彼此之间都会受到对方重力的作用。通常星团内恒星的运动轨迹，并不像我们太阳系内的轨道一样圆。星团的成员星经常穿过中心，它们的轨迹常是不寻常且很复杂的循环。不过星团内很空旷，所以恒星互撞很少发生。下面这幅计算机动画，是根据一种称为多体仿真 (N-body simulation)的计算机程序码算出来的，动画含有一百颗恒星，而动画中的每一秒代表星团历经了数百年的演化。