什么是星云？ 它是如何形成的？

　　星云，顾名思义，它是一种“云”，类似地球天空中的“云”。这里的星云指的就是从地球看去，深空中有一片类似地球大气中的“云”状物质。实际则在“星”这个字中体现出来，这一片是恒星的诞生区域。本文将为您简单介绍一下“星云”在天文定义上的概念。

　　螺旋星云（也称为NGC 7293）是一个位于宝瓶座的行星状星云图: NASA, NOAO, ESA, the Hubble Helix Nebula Team, M Meixner (STScI), and TA Rector (NRAO)

　　星云概念的简述

　　星云是由尘埃，氢，氦和其他电离气体构成的星际云。最初，星云的定义是任何弥散天体的总称，包括银河系以外的星系。例如，仙女座星系曾被称为是仙女座星云（以及螺旋星系，一般称为“螺旋星云”），在这之前，大约在20世纪初，由Vesto Slipher，Edwin Hubble等人才证实了星系的本质。

　　大多数星云都是非常庞大的，有些星云的直径可以达到数百光年。猎户座星云是天空中最为明亮的星云，它占据了满月直径两倍的区域，可以用肉眼直接在地球上看见它，不过遗憾的是早期天文学家却没有看见它。尽管星云的密度比周围的空间要大，但大多数星云的密度远低于地球上产生的真空——一个像地球一样大小的星云的总质量只有几千克。许多星云由于内嵌的热恒星所产生的光芒而使得地球上的人类可见，而其他星云则非常弥漫，只能通过长时间的曝光和特殊的过滤器才能探测到。有些星云是由金牛T变星照亮的。星云通常是恒星诞生的区域，例如鹰星云，这个星云刻画出NASA最著名的影像，即创生之柱。在这些区域中，气体、尘埃和其他物质会“聚集”在一起并形成更密集的区域，这些区域会吸引更多的物质，并最终变得足够密集以形成恒星。剩下的物质被认为会形成行星和其他行星系天体。

　　

　　鹰星云的创生之柱。来自：Credit: NASA, Jeff Hester, and Paul Scowen

　　星云是如何形成的？

　　星云有多种形成机制。有些星云是由星际介质中的气体形成的，而另一些则是由恒星产生的。前者的例子是一种庞大而宽广的分子云，并且它在星际气体中需要处于最冷、最密集的相位，可以通过更多扩散气体的冷却和冷凝而形成。后一种情况的例子是行星状星云，它是由恒星在其演化后期“吹出”的物质形成的。

　　恒星形成区域是一类与巨大分子云相关的发射星云。这些形式的分子云在自身重量的作用下崩塌，并开始形成原恒星。大质量恒星有可能是在其中心形成的，它们的紫外线辐射会将周围的气体电离，使得它们可见于光学波长下。围绕大质量恒星的电离氢区域被称为H II区域，而围绕H II区域的中性氢壳层被称为光解离区域（或光子控制区域，或PDRs）。目前观测到的恒星形成区域的例子是猎户座大星云（M42）、玫瑰星云和欧米茄星云（M17）。来自恒星形成的反馈，如大质量恒星的超新星爆炸、恒星风或大质量恒星的紫外线辐射，或者来自小质量恒星的流出，可能会破坏星云，甚至在数百万年后摧毁整个星云的结构。

　　然而其他星云则是超新星爆炸的结果，这是大多数短暂生命恒星的死亡结果。从超新星爆炸中释放出来的物质随后会被其能量和核心产生的致密物体所电离。其中一个最好的例子是金牛座的蟹状星云。这一超新星事件被记录在公元1054年，并将其标记为SN 1054。爆炸后产生的致密物体位于蟹状星云的中心，现在它的核是一颗中子星。

　　还有其他星云也会形成行星状星云。这些都是低质量恒星生命的最后阶段，就像太阳一样。当恒星质量高达8-10倍太阳质量的时候，恒星就会演变成红巨星，并在其大气脉动期间慢慢失去其外层。当一颗恒星失去了足够的物质（质量）时，它的温度就会升高，它所发出的紫外线辐射会电离周围它所抛弃的星云。 太阳以后的命运也是如此，太阳在接近其生命的最后阶段时，就会产生一个行星状星云，最后太阳将变为一颗白矮星，亮度和温度都将慢慢变弱，直到消失在宇宙中。

　　

　　三角座的发射星云：Garren Nebula NGC 604。来自：NASA, Hui Yang University of Illinois ODNursery of New Stars

星云是指由尘埃、氢气、氦气和其他电离气体共同聚集而形成的星际云状天体，是一种边界十分不明显的、形态不断变化之中的延展型天体。

星云可以理解为就像我们看到的天空中极富变化的云朵，只不过星云是宇宙空间中规模巨大的“云朵”。星云是宇宙中由气体和尘埃组成的一个巨大的云团。它里面有氢气、氦气，有的还存在等离子体。它们有时候会被人们称作婴儿房，因为它们常常是星星出生和生长的地方。

星云的发现历史

星云距离地球都十分遥远，星云最早的发现可以追溯到1758年，法国天文学家梅西耶在利用巡天镜观察彗星的时候，突然发现了一块云雾状斑块，由于设备限制，无法辨认具体形态，他只能先记录下来。后来梅西耶记录的此类天体数量达到了103个，其中发现的第一个星云是位于金牛座的云雾状斑块，被命名为“M1”，也就是一号星云，M就是梅西耶的名字缩写。

星云的物质密度十分稀薄，主要成分是氢。根据理论推算，星云的密度超过一定的限度，就要在引力作用下收缩，体积变小，逐渐聚集成团。一般认为恒星就是星云在运动过程中，在引力作用下，收缩、聚集、演化而成的。恒星形成以后，又可以大量抛射物质到星际空间，成为星云的一部分原材料。所以，恒星与星云在一定条件下是可以互相转化的。恒星也有自己的生命史，它们从诞生、成长到衰老，最终走向死亡。它们大小不同，色彩各异，演化的历程也不尽相同。恒星与生命的联系不仅表现在它提供了光和热。实际上构成行星和生命物质的重原子就是在某些恒星生命结束时发生的爆发过程中创造出来的。 当我们提到宇宙空间时，我们往往会想到那里是一无所有的、黑暗寂静的真空。其实，这不完全对。恒星之间广阔无垠的空间也许是寂静的，但远不是真正的“真空”，而是存在着各种各样的物质。这些物质包括星际气体、尘埃和粒子流等，人们把它们叫做“星际物质”。 星际物质与天体的演化有着密切的联系。观测证实，星际气体主要由氢和氦两种元素构成，这跟恒星的成分是一样的。其实，恒星就是由星际气体“凝结”而成的。星际尘埃是一些很小的固态物质，成分包括碳合物、氧化物等。星际物质在宇宙空间的分布并不均匀。在引力作用下，某些地方的气体和尘埃可能相互吸引而密集起来，形成云雾状。人们形象地把它们叫做“星云”。按照形态，银河系中的星云可以分为弥漫星云、行星状星云等几种。同恒星相比，星云具有质量大、体积大。密度小的特点。一个普通星云的质量至少相当于上千个太阳，半径大约为10光年。星云常根据它们的位置或形状命名，例如：猎户座大星云，天琴座大星云 星云的种类 1发射星云 发射星云是受到附近炽热光量的恒星激发而发光的，这些恒星所发出的紫外线会电离星云内的氢气（HⅡ regions），令它们发光。在天空中有很多为人熟悉的发射星云，如M42猎户座大星云，其目视星等为4等，肉眼可见。它距离我们1600光年，而直径为30光年。利用小口径望远镜已能轻易观测得到气状的情况以及位于其中心部分的四合星（利用大口径望远镜可看到六颗），这四合星是在猎户座大星云中心形成的。 2反射星云 反射星云与呈红色的发射星云不同，反射星云是靠反射附近恒星的光线而发光的，呈蓝色。反射星云的光度较暗弱，较容易观测到的例子是围绕着金牛座M45七姊妹星团（昴星团）的反射星云，在透明度高及无月的晚上，利用望远镜便可看到整个星团是被淡蓝色的星云包裹着的。 3暗星云 明亮的弥漫星云之所以明亮，是因为有一颗或几颗亮恒星的照耀。如果气体尘埃星云附近没有亮星，则星云将是黑暗的，即为暗星云。暗星云由于它既不发光，也没有光供它反射，但是将吸收和散射来自它后面的光线，因此可以在恒星密集的银河中以及明亮的弥漫星云的衬托下发现。和亮星云没有本质差别。著名的几个暗星云如南天的煤袋星云和北天猎户座里的马头星云（B33）。马头星云更被业余的天文同好视为目视深空天体观测之终极。 4超新星遗迹 超新星遗迹也是一类与弥漫星云性质完全不同的星云，它们是超新星爆发后抛出的气体形成的。与行星状星云一样，这类星云的体积也在膨胀之中，最后也趋于消散。 最有名超新星遗迹是金星座中的蟹状星云。它是由一颗在1054年爆发的银河系内的超新星留下的遗迹。在这个星云中央已发现有一颗中子星，但因为中子星体积非常小，用光学望远镜不能看到。它是因为它有脉冲式的无线电波辐射而发现的，并在理论上确定为中子星。 5弥漫星云 弥漫星云正如它的名称一样，没有明显的边界，常常呈现为不规则的形状，犹如天空中的云彩，但是它们一般都得使用望远镜才能观测到，很多只有用天体照相机作长时间曝光才能显示出它们的美貌。它们的直径在几十光年左右，密度平均为每立方厘米10-100个原子（事实上这比实验室里得到的真空要低得多）。它们主要分布在银道面（HOTKEY）附近。比较著名的弥漫星云有猎户座大星云、马头星云等。弥漫星云是星际介质集中在一颗或几颗亮星周围而造成的亮星云，这些亮星都是形成不久的年青恒星。 6行星状星云 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，但和行星没有任何联系。不是所有行星状星云都是呈圆面的，有些行星状星云的形状十分独特，如位于狐狸座的M27哑铃星云及英仙座中M76小哑铃星云等。

概论 云状天体 星球组成 河外星系 银河中 球状星团(globular cluster) 疏散星团(open cluster) 云气组成 星云(nebula) 1784年法国人梅西尔(Charles Messier) →梅西尔目录 1888年丹麦人戴尔(Dreyer) →NGC目录(7840个) 新近发现的星云星团星系 →IC目录(Index Catalogues) ◎星云(nebula) 银河系内太阳系外一切非恒星状的气体尘埃云。 按型态 弥漫星云 (diffuse or emission nebula) 按发光 性质 发现星云 (emission nebula) 行星状星云 (plaary nebula) 反射星云 (reflection nebula) 超新星剩余物质 (supernova remnant) 暗星云 (dark nebula|) 1按型态而分：　 <i>弥漫星云(diffuse or emission nebula) 广阔稀薄而无定型的星云 Ex人马座三裂星云M20、猎户座大星云M42 <ii>行星状星云(plaary nebula) 小质量星球生命接近尾声时，大量气体向四面八方扩散，气体受到中 央星光的激发而发出光茫。 Ex天琴座M57 <iii>超新星剩余物质(supernova remnant) 大质量星球在超新星爆发时，向外抛出大量物质，并不断扩散。 Ex金牛座蟹状星云M1 2 按发光性质而分： <i>发射星云(emission nebula) 气体受星球放出的UV光照射，被激发而发出光芒。 反射星云(reflecting nebula) 星际物质散射附近星球的光。 Ex包围在金牛座昴宿星团M45附近的蓝白色星云 <iii>暗星云(dark nebula) 属于低温星际气团，由微尘和低温气体构成。由其微尘含量较多气体密度较大，其后方之星光被遮蔽。 Ex猎户座马头星云、蛇夫座S状暗星云 mynthuedu/~res9202/astrocamp/1998/1998camp/cloud/ 星云是怎样形成的

参考: 天之心

在天文书籍里的星云照片多是蓝色和红色的。但是﹐星云本身是不会发光的气体和微尘﹐何以我们会看见它们「发光」呢？ 以下就三种星云发光的方式来做分类。 简单来说，可分为三类：发射星云、反射星云、暗黑星云。 暗黑星云 这是一种真的不会发光的星云。暗黑星云其实是星际尘埃(Interstellar dust) ，组成大多为浓密低温(10~30K)的分子云﹐它们与其他星云的分别﹐是它们的成份主要为尘埃。这些尘埃的吸光能力很强﹐它们把星光吸收﹐而且不会像星际气体(Interstellar gas)般把星光再释放出来。 著名的几个暗黑星云如南天的煤袋星云和北天猎户座里的马头星云（B33），及巨蛇座鹰状星云 发射星云(Emission Nebula)　发射星云是受到附近炽热光量的恒星激发而发光的，由于在星云附近的恒星温度极高﹐或因有恒星处于星云内﹐与星云中的气体距离极近﹐这些恒星所发出的能量（紫外线）会电离星云内的氢气（Hii regions）(详细原理请按此)，被电离的粒子透过放射红光来释放过多的能量，而星云也就放出红光，形成红色星云。在天空中有很多为人熟悉的发射星云，如人马座的礁湖星云Lagoon Nebula

M8以及M42猎户座大星云 反射星云(Reflection Nebula) （哈伯望远镜拍摄猎户座反射星云-NGC 1999 ） 反射星云与呈红色的发射星云不同，反射星云是靠反射附近恒星的光线而发光的。有些星云在恒星附近﹐星云中的气体将星光散射﹐由于蓝光的散射率较高﹐我们看到的光主要就是蓝色，于是星云就呈现蓝色了。这些透过散射星光而「发光」的星云原理虽是散射﹐但一般都称为反射星云。如南冕座的Corona Australis Nebula

NGC 6726，以及金牛座M45七姊妹星团

参考: 天之灵kaka

一根据中国历史记载，在现在蟹状星云的那个位置上，曾经有过超新星爆发，那就是1054年7月4日（宋仁宗至和元年的五月己丑）大约寅时出现的、特亮的天关星“天关客星”。 金牛座里著名的蟹状星云就是公元1054年超新星爆发的遗迹，

二，中国宋史中有详细的记载：“至和元年五月，晨出东方，守天关，昼见如太白，芒角四出，色赤白，凡见二十三日。”这是指公元1054年7月4日早晨4点多钟，在金牛座天关星附近看到的超新星，它开始的亮度和太白金星亮度差不多，经过23天，又慢慢暗下去了。

三，发现的北宋钦天监官员，记录了情景。

四记载在史书是史官。