Gadget

目前仍無法透過加密連線提供此內容。

2013年3月25日

深空天體



作者: Yanki (52莊)

初嘗觀星的人,或許都看過衣架星團、七姊妹星團或是獵戶座大星雲吧?我們常稱這些漂亮的模糊光影為深空天體。哪究竟深空天體是甚麼?甚麼是星團?星團和星雲有分別嗎?以下將會一一為你解開疑問!

深空天體 (Deep Sky objects) 通常用於業餘天文界,是指天上除太陽系天體(包括行星、恆星、彗星、小行星、衛星)以外的天體,亦泛指星團、星雲和星系。

科學家主要按照深空天體的結構和形狀來分類。當中主要分為星團、星雲和星系三大類,每一類再有細分:




------------------------------------------------------------------------------------------------------------

星雲(Nebula)

星雲是由宇宙中的氣體和塵埃微粒組成的天體。雖然它們密度低,但由於星雲體積龐大,所以總質量很大。組成星雲的氣體是氫。它們擁有不同的化學元素,使他們有不同的顏色:橙色的是氫,紅色的是氮,而綠色的是氧。


在宇宙中,氣體和塵埃的分佈並不平均。所以在引力的吸引下,它們會密集起來,形成龐大但密度低的星雲。當星雲到了某一密度,它就會在引力作用下收縮,聚集起來。恆星就這麼演化出來。恆星形成後,又會拋射大量物質到宇宙,成為星雲的一部分原材料。所以,恆星與星雲在一定條件下是可以互相轉化的,形成循環。

星雲的分類
按形態區分,星雲有瀰漫星雲(diffuse nebula)、行星狀星雲(planetary nebula)和超新星殘骸(supernova remnants)。瀰漫星雲呈不規則形狀,廣闊稀薄。它們的直徑在幾十光年左右,密度平均為每立方厘米10-100個原子。著名的瀰漫星雲有獵戶座大星雲、馬頭星雲等;行星狀星雲則呈圓、橢圓或環狀,中央有高溫的核心星。在小質量星球接近死亡時,核心會大量向外擴散氣體和塵埃,它們吸了當中的高能量就形成能發出光芒的星雲;超新星遺跡是由超新星爆發後拋出的氣體形成。最有名超新星遺跡是金牛座中的蟹狀星雲M1。



超新星殘骸:M1蟹狀星雲
------------------------------------------------------------------------------------------------------------

按發光性質分類,星雲可分為發射星雲(emission nebula)、反射星雲(reflection nebula)和暗星雲(dark nebula)。前兩類均為亮星雲,要借助其他星體才能「發」光。發射星雲即星雲內的氣體吸收到中心或附近高溫恆星的紫外輻射,使星雲能發光,例子有M42獵戶座大星雲; 反射星雲即星雲因散射(scattering)或反射(reflection)附近低溫恆星的輻射而成為光度較發射星雲暗弱的星雲;暗星雲和亮星雲並沒有本質的差別,只是在暗星雲附近沒有亮星提供紫外輻射,因此它既不發光,也沒有光供它反射,要吸收和散射來自它後面來自恆星密集的銀河以及瀰漫星雲的光線,才可以被發現。著名的暗星雲有獵戶座裏的馬頭星雲。


                                            M42獵戶座大星雲
------------------------------------------------------------------------------------------------------------

星團(cluster)
星團是指一群群聚集的恆星,它們有共同的起源,並沿著相同方向運動。恆星是在星雲中誕生的,而一般星雲在形成恆星時,常是一大群一起形成的,這樣就形成了星團。一般10顆以上有物理聯繫的星群稱為星團(cluster)。根據星團中的恆星數目和疏密程度,星團可分為疏散和球形星團兩種:

疏散星團 (open cluster)沒有特別的形狀,其直徑亦不很大,星星的數目由數十至數百顆不等,它們疏落不規則地分佈著。它們大部分都是分佈在銀道面上(銀河系的旋臂)。金牛座的M45七姊妹星團就是疏散星團。


M45 七姊妹星團

球形星團(globular cluster)的星數較多,較大的球狀星團的恆星數能達數十萬、百萬顆。球狀星團是在銀河誕生之初就開始形成,當時物質仍然均勻的分佈在整個銀河系中,所以球狀星團也是均勻的散佈在銀河的各個角落。它們組成的恆星較老,所有的恆星均繞著其中心而運轉。


M12球形星團
------------------------------------------------------------------------------------------------------------

星系 (Galaxy)
由恆星、塵埃和氣體組成的最大集團叫做星系。原則上,一個典型的星系有1000億顆恆星,直徑可達10萬光年。這些星系稀疏地分布在宇宙中,科學家估計宇宙中存在著1000億到1兆個星系。星系依外形大致可分成橢圓星系、旋渦星系和不規則星系三種。

橢圓星系(Elliptical Galaxies)是幾乎不帶星際氣體,並多是由年老星球組成的的星系,外觀呈橢圓。有些位於星系團中心的橢圓星系會吞沒它周圍的星系,成為更大星系。


橢圓星系

大多數星系都是螺旋形的,它們被稱為螺旋星系,或是漩渦星系(Spiral Galaxies)。這種星系是由旋轉的巨大氣體形成。它們的一個中心區域,叫核球,包含著許多恆星。


團繞它的是一個圓盤,這種天體圓盤的旋臂很發達,有著豐富的氣體,每通過旋臂重力界面就成為星系衝擊波並被壓縮,促進星球的形成。因此螺旋星系的旋臂部位集中了很多年輕新形成的星球。


螺旋星系:NGC 4414

不規則星系則是成長特別慢的星系。這些星系並仍在緩慢地大量繁衍著幼星。因為不規則星系內部擁有雖慢但卻很劇烈的恆星形成活動,所以天文學家會研究它們以進一步得知恆星是如何形成的。


不規則星系:大麥哲倫星雲


尋找深空天體
除了只有少數深空天體外,如M31仙女座大星系和M42獵戶座大星雲等能用肉眼看到,大部分深空天體都需用雙筒望遠鏡或天文望遠鏡才能看到。

可是,由於大部分深空天體都比較暗,憑肉眼不能用雙筒鏡或望遠鏡直接指向它們的位置,所以就需用到star-hopping。這個尋找深空天體最有效又簡單的方法。觀測者利用星圖,將望遠鏡指向深空天體附近的一些光星作出發點,然後慢慢把望遠鏡從一顆光星移向另外一顆,直至找到想看到的天體。



Reference:

-星雲星團淺介 劉麗純 國立台灣師範大學自然科學研究社88學年度社刊
http://www.ntnu.edu.tw/nature/knowledge/88%BE%C7%A6~%AB%D7%AA%C0%A5Z/%ACP%B6%B3%ACP%B9%CE%B2L%A4%B6.htm

-星雲 劉遷 中國公眾科技網
http://210.14.113.18/gate/big5/chro.cpst.net.cn/zzzc/2005_06/1117593304.html

- 星 系 的 形 成 交通大學通識科程新天文學導論講義 曾耀寰http://web2.cc.nctu.edu.tw/~tseng327/nctu-cosmos/mid-term/nctu8.htm


沒有留言:

發佈留言