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奇妙的恆星寶寶!——年輕恆星及它們所誕生的星雲

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奇妙的恆星寶寶!

——年輕恆星及它們所誕生的星雲

經過夜復一夜的觀測,感覺疲憊了?昏昏欲睡了?這些毛茸茸的新生恆星保證能喚起你的興趣,讓你重新感覺自己年輕而充滿活力!

哈勃變光星雲(Hubble s Variable Nebula,也稱NGC2261),是一個著名的與年輕恆星相關的星雲。

(圖片:NASA)

筆者感覺自己年紀越大越煥發出年輕的光彩。人類的代際更替使世界保持年輕,與此同時,不斷的發展保證著世界日新月異。儘管並沒有「大腦」,造物主卻創造了一個令人驚嘆的千變萬化的宇宙,既包括有生命的世界,也包括無生命的成員——恆星。

像人一樣,恆星也始於看不見的胚胎狀態。對恆星來說,那是在一團黑暗分子雲的內部。可能在超新星爆發的幫助下,引力使分子雲坍塌成小雲塊,產生出緻密的核。匯合的物質溫度升高並被壓縮,導致在每朵旋轉的碎屑雲的中心形成一顆原恆星,行星可能由此產生。

原恆星儘管很熾熱,但要想產生氫聚變還是溫度太低。在朝著主序星的方向發展的過程中,它通過引力收縮發光發熱。它從周圍星雲攫取物質的量的變化造成了恆星不規則的明暗變化,從地球看去,它所誕生的分子雲內的稠密物質團可能暫時遮蔽這顆恆星或星雲,也導致了無法預測的亮度變化。

這幅藝術想像圖顯示了一顆原恆星正在被稱為博克球狀體(Bok globule)的塵埃雲內部生成。

圖片:NASA / JPL-Caltech / R. Hurt (SSC)

隨著收縮繼續,當它的恆星風吹走周圍的包層,最終顯露出初生的恆星時,這個天體進入「主序前星」(pre-main-sequence)狀態。在這個時刻,我們不是像看到太陽那樣通過氫聚變的光看到該恆星,而是通過引力收縮輻射出的能量和氘(重氫)的聚變看到它。當此天體收縮到足夠的程度,其核心溫度達到1300萬k(約13,000,000℃!),氫聚變開始了,恆星進入主序星階段,也就是穩定運行的狀態。

質量小於2~3倍太陽的主序前星階段的恆星更常被稱為金牛座T型星;它們那些有2~8倍太陽質量的更大的兄弟姐妹被稱為赫比格Ae/Be星(Herbig Ae/Be stars)。金牛座T型星中最著名的一個是麒麟座R,它位於NGC2261(哈勃變光星雲)的頂端。該恆星附近濃密的移動塵埃雲投下橫跨星雲的陰影,使其外觀形狀發生變化。另一顆此類恆星是金牛座T星本身,它照亮了易變的欣德變光星雲(Hind s Variable Nebula,NGC1555)。

哈勃變光星雲是最著名和最亮的年輕星體之一。還有許多其他的,包括數十個大中型業餘天文望遠鏡可見的。筆者此前幾周都忙於搜尋這些難以捉摸的「青春的源泉」,並且選取了一些最亮的讓你也試試。天鵝座和金牛座各自統治著一片大有可觀的天區,儘管它們天各一方,但在秋季無月的夜晚,兩者都能很好地觀看到。

最後提示:由於這些星雲之所以發光主要靠反射而不是發射,因而OIII濾鏡作用不大。以下圖片都是北方在上(註明的除外),用37cm口徑望遠鏡觀測。咱們開始吧!

Parsamian 21

赤經19h28m59s,赤緯+09°38』15」(天鷹座)

Parsamian 21因美國天體物理學家Elma Parsamian而得名,這個小而明亮的彗星狀星雲被兩顆8等星夾在中間。

(圖片:DSS)

這顆獵戶座FU型變星位於天鷹座內,在牛郎星西北偏北方約5°處,有爆發傾向且亮度飄忽不定。幸運的是,它是最明亮、最易觀測的年輕星體之一。這個小天體很像一個小的行星狀星雲,需要高倍率才能與其鄰居清晰地區分開來。它有大約15」長,南端有一個明亮的、類似恆星的光點,北端有短的、星雲狀的「尾巴」。有些觀測者把它的外觀比作彗星,是一種在其他由塵埃外溢產生的年輕星體常見的形狀。在142×或更高倍率下,這一形狀很明顯。

GM 2-39

赤經20h17m08s,赤緯+38°59』29」(天鵝座)

GM 2-39 見於Gyulbudaghian和Maghakian編製的星表,是一個小卻相對明亮的年輕星雲,其中心恆星被氣體和塵埃嚴密地遮蔽。

(圖片:DSS)

注意!儘管很明亮,但這個星雲位於天鵝座γ星(天津一)南邊約3°一片混亂的星海中,所以可能需要幾分鐘才能追蹤到它。這一天體在組成指向它的弧線的幾顆暗星西北方約1』的位置。在245×倍率下,筆者看到一個直徑約30」的獨特絨球,在星雲稠密的核心裡有一顆很難看到的約14.7等的中心恆星。GM 2-39被劃分為發射線恆星;發射物可能與恆星噴射出的熱氣體流有關,與附近的物質相互作用並激發它們。

Gyulbudaghian星雲(仙王座PV)

赤經20h45m54s,赤緯+67°57』51」(仙王座)

這個太暗了!別跟它較勁兒了。但如果你有一台37cm或更大的望遠鏡,並且喜歡接受終極挑戰,就試試吧。這個星雲並不總是這樣難以窺見。在2004年,這個星表編號為GM-129的天體曾變成明亮的霧靄,用25cm望遠鏡就很容易看到。但像許多年輕星雲一樣,它的光芒會因前面所述的原因而變化。

Gyulbudaghian星雲比一團霧(在此為紫色)強不了多少,在一顆暗星北側延伸,但大約十年前,它曾是一片在中型望遠鏡中可見的明亮的星雲狀物。

(圖片:POSS合成)

現在PV非常暗。筆者用245×和357×倍率反覆交替搜尋,才勉強用餘光法看到了這一抹霧靄。我們焦急地期待著Gyulbudaghian的回歸!如果你持續觀測它,就能第一個知道。

天鵝座V645

赤經21h39m58s,赤緯+50°14』21」(天鵝座)

年輕的赫比格Ae/Be星天鵝座V645很容易看到。與它的誕生相關的星雲很小,所以要使用高倍率。

(圖片:DSS)

這是眾多有不同名稱的年輕星體之一。天鵝座V645目前視星等為13.5,看上去被包含在一小片約10~15」的霧靄中。用餘光法和245×倍率,筆者驚喜地看到這顆恆星西方延伸著一條更暗的彗星狀星雲尾巴。V645南側僅幾角分的位置有一顆9等星,可以作為現成的參照物來確認你找對了地方。

LkHa 259

赤經23h58m42s,赤緯+66°26』13」(仙王座)

當它蠶食周圍的氣體和塵埃時,我們可以想像分子雲以慢動作的方式消失,成為年輕恆星LkHa259的一部分。上圖經過筆者剪裁,保留了三顆11等和12等的恆星,以幫助發現目標。

這顆赫比格Ae/Be星位於仙王座,是另一顆明顯大於太陽的主序前星,照亮了一團直徑約45」雲霧般的圓形星雲狀物。如果你不知道它,可能會以為看到的是一顆暗弱的彗星。在高倍率下,星雲中心的14.8等恆星清晰可見。找一個氣溫低至零下幾度的夜晚來觀看它,可以想像它在成為主序星的過程中不斷升溫和收縮,就像一個戴著厚棉手套搓成的雪球一樣,多有趣啊。

NGC 1333

赤經03h29m02s,赤緯+31°20』54」(英仙座)

這張數碼圖(南方在上)顯示了筆者目鏡視野中暗淡而宏大的NGC1333複合體。HH12是一個赫比格-阿羅天體(Herbig-Haro object),是當新生恆星噴射出的物質與附近的氣體和塵埃雲碰撞時產生的。多麼令人興奮啊!

(圖片:Bob King)

這是筆者曾經忽視的最非凡的天體之一。乍一看,它是英仙座一顆10.6等恆星西南方一片6』×3』的星雲狀的「骯髒指印」。沒什麼稀奇的,不是嗎?但是把倍率提高到超過200×,並讓你的眼睛適應黑暗視野,喔!筆者首先注意到圍繞著恆星的圓形反射星雲,然後看到西南方被一條模糊暗線分隔開的兩片毛茸茸的光斑。靠近恆星,筆者可以分辨出暗淡的金牛座T型星LkHa270,還有它所誕生的霧狀星雲的蛛絲馬跡。

這張NGC1333的照片是位於基特峰的4米梅奧爾(Mayall)望遠鏡拍攝的。南方在上,以便與前面的數碼圖對比。

圖片:T. Rector (U. Alaska Anchorage) / H. Schweiker / WIYN / NOAO / AURA / NSF

用餘光法還能看到另外的恆星和星雲在視野中時隱時現,全都被暗淡的星雲狀物覆蓋著。這一區域位於僅僅1000光年之外,是宇宙中最近的恆星形成區域之一,由年齡不足一百萬年的恆星組成。如果你只準備觀看一處活躍著年輕星體的區域,就選這裡吧。

英仙座XY

赤經03h49m37s,赤緯+38°58』58」(英仙座)

英仙座XY,一顆明亮的變星,依偎著它所誕生的明亮的反射星雲。

(圖片:DSS)

起初,在這顆明亮的9等赫比格Ae/Be星周圍看不見什麼,但這只是因為英仙座在天空中位置還太低。一旦XY星爬升到高度角40°,筆者就能在恆星西南方分辨出伴隨星雲的暗淡模糊的光輝。筆者很少相信恆星周圍的「光輝」,至少是對稱分布的那些。它們大多是由光學元件不潔凈和眩光造成的,但是分辨和確認不對稱的光輝是真實天體則要容易得多。儘管這不是一個特別漂亮的星雲,這顆源恆星已經足夠明亮,在任何望遠鏡中都能看見。

金牛座RY

赤經04h21m57s,赤緯+28°26』34」(金牛座)

金牛座RY被一個扇形誕生星雲覆蓋,類似哈勃變光星雲,但要暗得多。

(圖片:DSS)

與英仙座XY星類似,這顆金牛座T型星貌似只是顆周圍沒有東西的10等星,但它具有向西北延伸的扇形星雲。筆者在此位置用餘光和245×倍率見到它是一片擴張的暗淡雲霧。

欣德變光星雲(金牛座T)

赤經04h22m00s,赤緯+19°36』00」(金牛座)

如果沒有星光干擾,這個星雲本應該更著名得多,並更好地被觀測。金牛座T星本身是一顆不會被認錯的10.5等恆星,得來全不費工夫。但這個星雲必須與T星和西南方7』處的一顆8等背景恆星的光芒相競爭。尋找星雲狀物就像在燈火通明的停車場嘗試看到獵戶座大星雲一樣難。

明暗相間的塵埃雲圍繞金牛座T星這顆主序前星旋轉。

(圖片:Adam Block / Mt. Lemmon Sky Survey / University of Arizona)

使用245×倍率並使鄰近恆星漂移出視野,筆者能夠瞥見纏繞在T星正西方的星雲狀物的一點卷鬚。照片顯示了一個立體的、像大洞穴的星雲,它的側壁被變星那搖曳的「燭光」照亮。它本身也呈現閃爍。我們能看到NGC1555,但19世紀的天文學家奧托·斯特魯維(Otto Wilhelm von Struve)在金牛座T星東南方4』處看到了另外的星雲狀物NGC1554。它在被描述後不久就從視野中消失了,再也沒有出現,因此被稱為「斯特魯維遺失星雲」。

希望你在觀看宇宙的年輕一面的過程中得到了樂趣。下一個無月的夜晚,去見見這些剛剛蹣跚學步的神奇天體寶寶吧!

http://www.skyandtelescope.com/observing/guide-to-young-stars/

作者:Bob King

翻譯:王克義

校譯:馬明陽

編排:邱煜欣

責任編輯:解仁江

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