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星云与恒星系
起初,星云(Nebula)的涵义很广,包含了除行星和彗星外的几乎所有延展型天体。星云(Nebula)英语词根的原意为“云”。天文学中,常常可见旧术语在现代被混淆地使用。我们有时将星系、各种星团及宇宙空间中各种类型的尘埃和气体都称为星云。但严格地说,星云应该是宇宙中的尘埃和气体,而不是一组恒星。
本世纪初,如图这样的云雾状天体也被称为星云。但现在我们知道,它们其实是离地球远比那些星云遥远的庞大恒星系。我们的银河系也是已知的上亿个恒星系中的一个。一个典型恒星系的跨度约为十万光年。
行星状星云
发射星云的一种。在望远镜中大都具有象天王星或海王星那样的略带绿色而有明亮边缘的小圆面,因此赫歇尔在1779年发现这类天体后称它们为行星状星云。
用大望远镜观察显示出行星状星云有纤维、斑点、气流和小弧等复杂结构。它们主要分布在银道面附近,受到星际消光的影响,大量的行星状星云被暗星云遮蔽而难以观测,根据太阳附近的分布密度(约每千立方秒差距三十到五十个)估计,整个银河系中应该有四五万个,现在观测到的只是其中很小的一部分。
行星状星云的质量在十分之一到一个太阳质量之间,星云中的密度在每立方厘米 100-10,000个原子(离子)之间。行星状星云的中心星都是温度很高的(大于等于30000K),星云吸收它发出的强紫外辐射通过级联跃迁过程转化为可见光。行星状星云象征着一颗恒星到了晚年,估计行星状星云的寿命平均为三万年左右,星云气体逐渐扩散消失于星际空间,仅留下一个中央白矮星。
云雾状星云
气体星云主要由高温气体组成。组成星云的物质受附近的恒星发出的紫外线影响而带有电荷,并在它们降压的过程中放出射线(在很大程度上类似于霓虹灯)。这类星云通常都是红色的,因为它们的主要成份氢在此情况下呈红色(其他物质呈不同的颜色,但氢的含量远高于其他物质)。气体星云通常会孕育新的恒星。
尘埃星云是由尘埃组成的星云,它仅仅靠反射附近恒星发出的光而能被看到,所以也叫反射星云。尘埃星云也常常成为恒星诞生的场所。它们看上去常呈蓝色,因为它们反射的蓝光较多。尘埃星云和气体星云一般都会呆在一起,有时它们一起被称作云雾状星云。
暗星云
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。
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。有人认为球状体是一些正处在引力收缩阶段的原恒星。
蟹壮星云的历史
远在美国人开始用燃放烟火来庆祝独立记念日的数百年之前,一个比烟火更具震憾力的星像爆炸画面早已照亮过这夏夜的天空。这状丽无比的爆发便是由超新星的爆炸所演出的,这一颗"壮烈成仁"的星球可能有太阳十倍以上的质量。在西元1054年七月或八月这段期间古代中国的天文学家观测到并记录了此星的死讯。
它出现在金牛座的南角上,当时的记载描述这颗星比金星要亮上六倍,几乎和满月的亮度一般数百年之後这超新星的遗骸,在数百年之後被冠以蟹状星云之名,这呈云雾状,且不断喷发出云气尘埃的天体距离我们地球有7000光年之遥"客星"古代的中国天文学家此称呼它,这颗星在出现於天上後的一个月之内一直相当明亮。在这段期间,其耀眼的光辉约有太阳的40亿倍,而它的遗迹在往後的一年多都还能够看的见,此外还有两项特别的记录,中国天文学家描述这颗星在四方都有尖尖的光辉而且还带着微红白的颜色
如果这颗超新星在距离地球50光年的附近爆发,天文学家相信所有地球上的生命都将被其放射线所毁灭,自西元九世纪以来,天文学家们已经目赌了同在我们所处的银河系中且可相提并论的剧烈爆发:1572及1604年的两颗超新星的爆发。
依照古代中国人的纪载,超新星是一种剧烈的天相,但是欧洲人却不如此认为,因为在欧洲天文学家们找不到任何有关这个天像的记录。而住在北美州北亚利桑那的古代印第安人,则可能因为看到这个天相而将这事件绘成了图画。而在现代我们也找到了两幅的图像,这两幅画分别位於WhiteMesa以及NavajoCanyon的岩壁上。两者都显示在新月旁有个巨大的星星。科学家以经计算出在1054年的七月五日时,月亮刚好在蟹状星云北方两度的位置上。
这颗超新星被遗忘了600年之久直到人们用望远镜再次发现了它。这时超新星已经暗的无法用肉眼去观察其细节部份了。西元1731年,英国物理学家而且是位业馀天文学家的JohnBevis从这星云观测到云气及尘埃连成一串串的模样。CharlesMessier在1758年在搜寻彗星时记下了这团云气,很明显的它并不会移动。
这个星云後来便收录为Messier在1744年出版的星云星团目录的第一号天体。1844年Rose爵士将此星云命名为"蟹状"星云因为它的丝状结构看起来很像甲壳类生物的脚。在Rose爵士观测的十年之後,天文学家们仍然为这奇异天体而的神秘而持续的研究着蟹状星云。1939年天文学家JohnDuncan指出蟹状星云可能在766年前自其起始点爆炸之後膨胀至今。
天文学家WalterBaade更深入的研究这个星云,1942年时观测到位於星云中央一颗暗黯的星这可能与此星云的起源有关。六年之後,科学家发现蟹状星云是一个强力无线电波源。Baade在1954年指出蟹状星云有强大的磁场,其後在1963年时高空火箭更侦测到了发射自蟹状星云的X射线。同时发出无线电波,X射线,及强大的磁场。科学家知道蟹状星云是一强大的电波源,但是它是如何产生的呢?
在1968年时他们终於找到了答案;一个位於星云中央的天体Baade以前发现的暗黯小星。它以每一秒钟30次的频率发射出无线电波。遂命名为蟹状星云波煞,它是历史上首次发现的波煞,同时也是超新星爆炸所形成的频律最快能量最大的波煞。科学家们相当讶异为何这个波煞旋转的如此之快。理论上他们认为这个波煞是颗中子星因为它位於超新星的遗骸之中。中子星同时也是在如此高速旋转之下唯一不会被扯碎的星体。由溃的星体的物质所形成的中子星,是密度无比凝聚的聚合天体。蟹状星云有如一座宇宙的发电厂,而且其能量还足够发出几乎所有电磁波范围的电磁波光谱也因为这波煞的能量是如此强,所以这个星云竟能比太阳要还亮上七万五千倍。
1 冲日 冲日依照选择天球座标的不同,可分为黄经冲与赤经冲,而前者为常用冲日 之定义(太阳与天体的黄经相差 180°)。冲日前后是观测天体的好时机,因为天体在冲的 位置时,当太阳下时天体则刚从东方地平线升起,至午夜时份天体的地平位置最高,至翌日的日 出前天体才西下,所以天体整夜皆可见,这时天体与地球的距离也是在一年中最接近,视直径最 大,是最亮的(最亮的定义只适用于行星与小行星等)。
2 合日 合日即天体视位置跟太阳为同一方向(以视黄经相等定义),此时天体与太阳同升落,受太 阳影响不能见到该天体,但是在日食发生时却可以看到。
3 半影月食 半影月食是月亮环绕地球运行过程中,通过地球的“半影”内的一种特殊天象。月球进入地 球半影的天文现象,这时地球挡住了一部分太阳照向月球的光,月球看上去要比平时昏暗一些, “如果使用望远镜观测月亮,变暗的感觉会更加明显。” 位置预报 各类天体预报位置,如日、月、行星、行星卫星、小行星位置 天体与地球、太阳的相对位置的更替 月球与地球相对位置:朔—上弦—望—下弦、月球过远(近)地点 内行星视运动:上合(外合)—东大距—留—内合(下合)—留—西大距—上合(外合) 看不见→昏 星→看不见→晨 星→看不见 外行星(小行星)视运动:留—冲日—留—合日
4东大距 东大距就是地内行星(就是水星和金星)从地球上看上去离太阳最远的那一点 如果从地球 上看距离太阳最远时水星或(金星)在太阳西面(就是早晨可以看到)就是西大距 ;反之就是东 大距 对于水星这样难得一见的行星(与太阳最大角距 28 度) 大距时观测它是最好的时机 这里 的“距”是角距的意思 就是与太阳的角距离 有时候虽然角距离比较大 但是由于水星与太阳的赤 维比较近 (可以理解为垂直的距离比较近)也不一定能都观测到水星 以地球为中心,地球和行 星的连线与地球和太阳连线之间的交角在黄道上的投影称为行星的距角。距角为0°时称为"合", 这时行星、太阳、地球基本成一直线,行星被太阳的光辉所淹没。对于地外行星,距角为 90°时 称"方照",为 180°时称为"冲"。对地内行星,当距角最大时称为"大距"。
5留 留,英文名称是 stationary ,定义是顺留和逆留的统称。 顺留 行星视运动由顺行转变为逆行时发生的停滞不动的现象。 逆留 行星视运动由逆行转变为顺行时发生的停滞不动的现象。
6 行星合月行星与月亮视赤经相同的时候称为行星合月。也就是行星和月亮正好运行到同一经度上,两 者距离达到最近。一年中行星合月的现象会发生几十次,除“金星合月”之外,“木星合月”是 观赏效果最好的。
7 上合 太阳在行星与地球之间的合称作上合,也叫外合。 以地球为中心,地球和行星的连线与地球和太阳连线之间的交角在黄道上的投影称为行 星的距角。距角为0°时称为"合",这时行星、太阳、地球基本成一直线,行星被太阳的光辉所 淹没。 内行星视运动:上合(外合)—东大距—留—内合(下合)—留—西大距—上合(外合)
8 凌日 凌日即指太阳被一个小的暗星体遮挡。这种小的暗星体经常是太阳系行星。 也可以解释为 凌日是内行星经过日面的一种天文现象。水星和金星的绕日运行轨道在地球轨道以内,称内行星。
9 下合 内行星位于地球与太阳之间发生的合 |
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