气体星云

由气体组成的亮星云

银河星云中主要由气体组成的亮星云﹐包括行星状星云和发射星云等。在二十世纪六十年代﹐对行星状星云进行红外观测﹐发现在这些一向被认为是完全由气体组成的星云中﹐也存在著相当数量的尘埃物质。星云（源自拉丁文的：nebulae或nebulæ，与ligature或nebulas，意思就是“云”）是尘埃、氢气、氦气、和其他电离气体聚集的星际云。

简介

经过进一步的研究表明﹐这些尘埃物质和气体一样﹐都是在星云形成的初期就已经存在的。在气体星云中﹐有不可忽视的尘埃微粒﹐只是比其他星云稀少一些。银河系中的弥漫气体星云大部分集中在银道面附近﹐平均银纬约2°﹐属于扁平子系(见银河系子系)。它们的质量﹐从太阳质量的几分之一到几千倍﹐但大部分为太阳质量的十倍左右。气体星云都具有发射光谱。弥漫气体星云照明星的温度一般低于行星状星云中心星的温度﹐所以弥漫气体星云的激发度也低于行星状星云。光谱中最强的谱线是氢的巴耳末 (Hα)线和一次电离氧(OⅡ)的禁线。由于红光的穿透力较强﹐所以弥漫气体星云光谱中氢原子的Hα 线很强。因此对暗弱星云的照相观测﹐一般都采用只透过强发射线(如Hα)的窄带滤光片和红敏底片进行长时间露光。很多暗弱的电离氢区都是采用这种方法发现的。最亮的气体星云是猎户座大星云(M42)﹔最大的气体星云是南天的古姆(Gum)星云﹐它的角直径为30°﹔最美丽的气体星云是天鹅座的网状星云 (NGC6960)。在许多河外星系中﹐特别是在旋涡星系的旋臂中﹐也观测到有大量的气体星云。

形成

许多星云或恒星都是在引力坍缩的星际介质气体或ISM中形成的。当物质因为本身的重量而坍缩时，在中心可能会形成大质量的恒星，而且它们的紫外线辐射会造成周围的气体电离，使它们发射出可见光的波长。玫瑰星云和鹈鹕星云就是这种星云的例子。这些星云的小，就是所谓的电离氢区，会依据原来分子云的大小而有所不同。它们位于恒星诞生区，而形成的恒星经常是所知的那些年轻、松散的集团。

有些星云的形成是大质量、生命短暂的恒星发生超新星爆炸的结果。从超新星爆炸抛射出来的物质是被高能量电离的，而且它还会产生致密物质。在这之中，金牛座的蟹状星云就是最著名的例子。这个超新星事件发生在公元1054年，所以被标记为SN 1054，被创造的致密物质就是位于蟹状星云中心的中子星。

另一种可能形成的星云是行星状星云，这是低质量恒星生命的最后阶段，像是地球的太阳。质量上限大约是8-10倍太阳质量的恒星，会演化成为红巨星，并且外层的大气层在胀缩时，会以缓慢的速率流失质量。当恒星失去了足够的物质之后，它表面的温度会升高，而且它发射出的紫外线会使早先被抛出而环绕在周围的气体被电离。这种星云的97%是氢，3%是氦，其余的则是微量但可侦测到的物质。在这一阶段的主要功能是完成平衡。

行星状星云

行星状星云是指外形呈圆盘状或环状的并且带有暗弱延伸视面的星云，属于发射星云的一种。在望远镜中看去，它具有像天王星和海王星那样略带绿色而有明晰边缘的圆面。1777年，F. W. Herschel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，其中央部分有一个很小的核心，是温度很高的中心星。行星状星云的气壳在膨胀，速度为每秒10公里到50公里。其化学组成和恒星差不多，质量一般在0.1到1个太阳质量之间，密度在每立方厘米100到10，000个原子[离子]之间，温度为6000K到10000K，中心星的温度高达30000K以上。

行星状星云是低质量渐近巨星分支的恒星转化成白矮星时，从外壳抛出的气体形成的星云。这些星云发射出的光谱类似于在恒星形成区域发现的星云所发出的光谱。从物理角度，因为多数的氢都是电离的，因此它们是HII区。但是，行星状星云的密度比恒星形成区的星云更高和更紧密。它们被称为行星状星云是因为天文学家初次看见这些天体时，认为这些星云像是行星的盘面，虽然它们与行星没有任何关联。相信我们的太阳在诞生120亿年后会成为其中的一员。

平均寿命

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。

行星状星云呈圆形、扁圆形或环形，有些与大行星很相像，因而得名。这类星云与弥漫星云在性质上完全不同，它们是如太阳差不多质量的恒星演化到晚期，核反应停止后，走向死亡时的产物。这类星云的体积在膨胀之中，最后趋于消散。在行星状星云的中央，都有一颗高温恒星，称为行星状星云的中央星。这是正在演化成白矮星的恒星。

质量

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。

行星状星云实质上是一些垂死的恒星抛出的尘埃和气体壳。质量小于太阳十倍的恒星在其演化的末期，因其核心的氦燃料耗尽，会将其物质外壳抛向宇宙空间。行星状星云的直径一般在一光年左右。

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