谜底揭晓神秘的蓝色星云究竟怎样形成「谜底揭晓神秘的蓝色星云究竟怎样形成」

2004年，天文学家发现了一些非常奇怪的现象。他们发现，在大约6200光年之外，一个发出不可见紫外线光的环形星云，包围着一颗恒星。

在银河系中，没有任何东西与它类似，这使得我们很难弄清楚这个被命名为蓝环星云的天体，到底是怎么成为现在这个样子的。

图解：2014年，被星系演化探测器发现的蓝环星云。图源：sciencemag

我们现在终于有了一个可行的答案。围绕在这颗名为TYC 2597-735-1恒星周围的复杂结构，是两颗恒星合并之后的结果。

事实证明，tyc2597-735-1曾经是一个双星系统；不到5000年前，这两颗恒星在宇宙漫步中合二为一。这个星云，就包含着在这一暴力事件中，恒星喷出的气体和碎片。

天文学家说，这是人类迄今为止，发现的最年轻的合并双星之一，它给恒星合并的各种故事，提供了一种类似金发姑娘风格的 “缺失环节”。

小组论文的主要作者、加州理工学院的天文学家凯里· 霍德利说：“两颗恒星的合并相当普遍，但因为它们喷出的物质在太空中膨胀、冷却，它们很快就会被大量尘埃所遮蔽，这意味着我们看不到实际发生了什么。”

“当尘埃最终散去，我们有一个清晰的视野可以观测后，我们认为这个物体，代表了这些短暂事件的后期阶段。我们在它消失之前，捕捉到了这个过程；一段时间之后，星云会消失在星际介质中，那时，我们根本无法分辨出到底发生了什么。”

双星系统在整个银河系中非常普遍。

图解：艺术创作图像——年轻的双星系统。图源：zmescience

银河系中，高达85%的恒星可能是双星系统，甚至有可能是三星或四星系统。

有证据表明，所有恒星的生命都是从有伴星开始的（可能在某个地方，就有太阳的一个走失的孪生兄弟），这意味着双星系统，无论是分离的双星，还是合并的，它们的潜在数量是天文数字级的。

这并不意外。对于任何两颗在相同轨道上的恒星，当它们的轨道失去能量时，轨道很有可能会衰变，导致它们相向旋转，并最终发生碰撞。

但是，在最近的区域，我们只看到过一次这样的合并。在银河系，最近的一次恒星合并发生在2008年……这是已知记录中，第一次出现这样的事件。

蓝环星云可能是下一个最年轻的星云。

哥伦比亚大学的天体物理学家布赖恩·梅茨格所设计的理论模型显示，星云奇特的形状、紫外线光晕和复杂的环状结构，与发生在不到5000年前的一次事件中，从中心物体向外爆炸的一对圆锥状物质，最为吻合。

霍德利说：“布莱恩不仅仅是能解释我们所看到的数据，他基本上在他看到之前，他就预测到我们所观测的情况了。

他会说，‘如果这是一次星际间的合并，那么你应该看看X’，然后他就会说，‘是的！我们看到了！”

这些模型所描述的，最有可能的情况是，一开始是两颗恒星，一颗的质量大约与太阳相当，另一颗较小的伴星，质量约为太阳的十分之一。

图解：艺术创作图像——双星系统GG 金牛-A周围的尘埃和气体。 图源：scitechdaily

当这颗类似太阳的大恒星接近生命的尽头时，它开始膨胀，最终离伴星非常近，以至于使伴星吸收了一些较大恒星的质量。

较小的恒星，无法容纳这些额外的质量，就把多余的物质喷洒到系统的第二个拉格朗日点上，在这里旋转，成为了围绕这两颗恒星的圆盘。

与此同时，较小的恒星向较大的恒星靠拢，从而开始了失控的合并进程。

当正在合并的恒星喷出气体状外壳时，圆盘起到了一种项圈的作用，将物质控制住并整形为两个圆锥形，爆炸喷洒开。

每一个圆锥形都太模糊了，无法单独看到。但是，由于我们的视线角度问题——几乎是直视其中一个圆锥形——两个圆锥形看起来是重叠的。

这就是我们在蓝环星云中看到的，当氢物质碰撞时，被星际介质所激发，紫外线环发出可见蓝光。我们还可以看到，在圆锥形剧烈运动的前端，被激发的氢像两个重叠的环，发出红光。

至于恒星TYC 2597-735-1本身，它目前的质量在1.1-2个太阳质量之间，很可能是从主星序中演化出来的，在其核心中不再熔化氢。它可能正在成为一颗白矮星，这是质量差不多与太阳相同的恒星，开始逐渐进入“死亡”阶段。

最后，弄清楚TYC 2597-735-1和蓝环星云在恒星进化树上的位置，可能有助于我们弄清，这些恒星碰撞在我们星系中发生的频率。

图解：艺术创作图像——一对绕轨道运行的白矮星。 图源：sci-news

“我们看到，很多双恒星系统都有可能在某一天合并，我们认为我们已经确定了一些几百万年前合并的恒星。但在这之间到底发生了什么，我们却几乎没有任何相关数据，”梅茨格说。

“我们认为在我们的银河系中，可能有大量恒星合并的年轻残余物，而蓝环星云可能会向我们展示它们的样子，以便我们能够识别更多的类似天体。”

该研究已发表在《自然》杂志上。

BY: MICHELLE STARR

FY: 大恐龙龙

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谜底揭晓：神秘的蓝色星云，究竟怎样形成

2004年，天文学家发现了一些非常奇怪的现象。他们发现，在大约6200光年之外，一个发出不可见紫外线光的环形星云，包围着一颗恒星。

在银河系中，没有任何东西与它类似，这使得我们很难弄清楚这个被命名为蓝环星云的天体，到底是怎么成为现在这个样子的。

图解：2014年，被 星系演化探测器发现的 蓝环星云。图源：sciencemag

我们现在终于有了一个可行的答案。围绕在这颗名为TYC 2597-735-1恒星周围的复杂结构，是两颗恒星合并之后的结果。

事实证明，tyc2597-735-1曾经是一个双星系统；不到5000年前，这两颗恒星在宇宙漫步中合二为一。这个星云，就包含着在这一暴力事件中，恒星喷出的气体和碎片。

天文学家说，这是人类迄今为止，发现的最年轻的合并双星之一，它给恒星合并的各种故事，提供了一种类似金发姑娘风格的 “缺失环节”。

小组论文的主要作者、加州理工学院的天文学家凯里· 霍德利说：“两颗恒星的合并相当普遍，但因为它们喷出的物质在太空中膨胀、冷却，它们很快就会被大量尘埃所遮蔽，这意味着我们看不到实际发生了什么。”

“当尘埃最终散去，我们有一个清晰的视野可以观测后，我们认为这个物体，代表了这些短暂事件的后期阶段。我们在它消失之前，捕捉到了这个过程；一段时间之后，星云会消失在星际介质中，那时，我们根本无法分辨出到底发生了什么。”

双星系统在整个银河系中非常普遍。

图解：艺术创作图像——年轻的双星系统。图源：zmescience

银河系中，高达85%的恒星可能是双星系统，甚至有可能是三星或四星系统。

有证据表明，所有恒星的生命都是从有伴星开始的（可能在某个地方，就有太阳的一个走失的孪生兄弟），这意味着双星系统，无论是分离的双星，还是合并的，它们的潜在数量是天文数字级的。

这并不意外。对于任何两颗在相同轨道上的恒星，当它们的轨道失去能量时，轨道很有可能会衰变，导致它们相向旋转，并最终发生碰撞。

但是，在最近的区域，我们只看到过一次这样的合并。在银河系，最近的一次恒星合并发生在2008年……这是已知记录中，第一次出现这样的事件。

蓝环星云可能是下一个最年轻的星云。

哥伦比亚大学的天体物理学家布赖恩·梅茨格所设计的理论模型显示，星云奇特的形状、紫外线光晕和复杂的环状结构，与发生在不到5000年前的一次事件中，从中心物体向外爆炸的一对圆锥状物质，最为吻合。

霍德利说：“布莱恩不仅仅是能解释我们所看到的数据，他基本上在他看到之前，他就预测到我们所观测的情况了。

他会说，‘如果这是一次星际间的合并，那么你应该看看X’，然后他就会说，‘是的！我们看到了！”

这些模型所描述的，最有可能的情况是，一开始是两颗恒星，一颗的质量大约与太阳相当，另一颗较小的伴星，质量约为太阳的十分之一。

图解：艺术创作图像——双星系统GG 金牛-A周围的尘埃和气体。 图源：scitechdaily

当这颗类似太阳的大恒星接近生命的尽头时，它开始膨胀，最终离伴星非常近，以至于使伴星吸收了一些较大恒星的质量。

较小的恒星，无法容纳这些额外的质量，就把多余的物质喷洒到系统的第二个拉格朗日点上，在这里旋转，成为了围绕这两颗恒星的圆盘。

与此同时，较小的恒星向较大的恒星靠拢，从而开始了失控的合并进程。

当正在合并的恒星喷出气体状外壳时，圆盘起到了一种项圈的作用，将物质控制住并整形为两个圆锥形，爆炸喷洒开。

每一个圆锥形都太模糊了，无法单独看到。但是，由于我们的视线角度问题——几乎是直视其中一个圆锥形——两个圆锥形看起来是重叠的。

这就是我们在蓝环星云中看到的，当氢物质碰撞时，被星际介质所激发，紫外线环发出可见蓝光。我们还可以看到，在圆锥形剧烈运动的前端，被激发的氢像两个重叠的环，发出红光。

至于恒星TYC 2597-735-1本身，它目前的质量在1.1-2个太阳质量之间，很可能是从主星序中演化出来的，在其核心中不再熔化氢。它可能正在成为一颗白矮星，这是质量差不多与太阳相同的恒星，开始逐渐进入“死亡”阶段。

最后，弄清楚TYC 2597-735-1和蓝环星云在恒星进化树上的位置，可能有助于我们弄清，这些恒星碰撞在我们星系中发生的频率。

图解：艺术创作图像——一对绕轨道运行的白矮星。 图源：sci-news

“我们看到，很多双恒星系统都有可能在某一天合并，我们认为我们已经确定了一些几百万年前合并的恒星。但在这之间到底发生了什么，我们却几乎没有任何相关数据，”梅茨格说。

“我们认为在我们的银河系中，可能有大量恒星合并的年轻残余物，而蓝环星云可能会向我们展示它们的样子，以便我们能够识别更多的类似天体。”

该研究已发表在《自然》杂志上。

BY: MICHELLE STARR

FY: 大恐龙龙

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星云到底是怎么形成的

　　星云是由星际空间的气体和尘埃结合成的云雾状天体。星云里的物质密度是很低的，若拿地球上的标准来衡量的话，有些地方是真空的。可是星云的体积十分庞大，常常方圆达几十光年。所以，一般星云比太阳要重的多。接下来就和我一起去看看吧。

　　星云的形成：

　　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。

　　星云的分类：

　　以发光性质划分

　　可分为：

　　发射星云

　　反射星云

　　暗星云

　　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(HⅡregions)，令它们发光。发射星云能辐射出各种不同色光的游离气体云(也就是电浆)。造成游离的原因通常是来自邻近恒星辐射出来的高能量光子。这些不同的发射星云有些类型是氢Ⅱ区，也就是年轻恒星诞生的场所，大质量恒星的光子是造成游离的来源;而行星状星云是垂死的恒星抛出来的外壳被曝露的高热核心加热而被游离的。

　　星云的颜色取决于化学组成和被游离的量，由于在星际间的气体绝大部分都是在相对下只要较低能量就能游离的氢，所以许多发射星云都是红色的。如果有更高的能量能造成其他元素的游离，那么绿色和蓝色的云气都有可能出现。经由对星云光谱的研究，天文学家可以推断星云的化学元素。大部分的发射星云都有90%的氢，其余的部份则是氦、氧、氮和其他的元素。

　　在北半球，最著名的发射星云是在天鹅座的北美洲星云(NGC7000)和网状星云(NGC6960/6992);在南半球最好看的则是在人马座的礁湖星云M8/NGC6523和猎户座的猎户星云(M42)。在南半球更南边的则是明亮的卡利纳星云(NGC3372)。

　　发射星云经常会有黑斑出现，这是云气中的尘埃阻挡了光线造成的。发射星云和尘埃的组合经常会造成一些看起来很有趣的天体，而许多这一类的天体都会有传神或有比喻的名称，例如北美洲星云和锥星云。

　　有些星云是由反射星云和发射星云结合在一起的，例如：三裂星云。

　　反射星云

　　反射星云是靠反射附近恒星的光线而发光的，呈蓝色。

　　[由于散射对蓝光比对红光更有效率(这与天空呈现蓝色和落日呈现红色的过程相同)，所以反射星云通常都是蓝色]

　　以天文学的观点，反射星云只是由尘埃组成，单纯的反射附近恒星或星团光线的云气。这些邻近的恒星没有足够的热让云气像发射星云那样因被电离而发光，但有足够的亮度可以让尘粒因散射光线而被看见。因此，反射星云显示出的频率光谱与照亮他的恒星相似。

　　暗星云

　　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。

　　暗星云的密度足以遮蔽来自背景的发射星云或反射星云的光(比如马头星云)，或是遮蔽背景的恒星。天文学上的消光通常来自大的分子云内温度最低、密度最高部份的星际尘埃颗粒。大而复杂的暗星云聚合体经常与巨大的分子云联结在一起，小且孤独的暗星云被称为包克球。

　　这些暗星云的形成通常是无规则可循的：它们没有被明确定义的外型和边界，有时会形成复杂的蜒蜒形状。巨大的暗星云以肉眼就能看见，在明亮的银河中呈现出黑暗的补丁。在暗星云的内部是发生重要事件场所，比如恒星的形成。

　　以形态划分

　　可分为：

　　弥漫星云

　　行星状星云

　　超新星遗迹

　　双极星云

　　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轻恒星。

　　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。

　　样子有点像吐的烟圈，中心是空的，而且往往有一颗很亮的恒星在行星状星云的中央，称为行星状星云的中央星，是正在演化成白矮星的恒星。中央星不断向外抛射物质，形成星云。可见，行星状星云是恒星晚年演化的结果，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。比较著名的有宝瓶座耳轮状星云和天琴座环状星云，这类星云与弥漫星云在性质上完全不同，这类星云的体积处于不断膨胀之中，最后趋于消散。行星状星云的“生命”是十分短暂的，通常这些气壳会在数万年之内便会逐渐消失。

　　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。

　　双极星云

　　双极星云的特征是有着独特的波瓣形成轴对称的星云。

　　许多，但不是全部，行星状星云在观测上展现出双集的结构。这可能是有直接关连的两种类型星云，在星云的发展中是一种在之前的或将取代另一个。

　　虽然还不知道构成星云的确实成因，它可能是一种称为双极逸流的物理过程，即恒星将高能量的粒子抛出成为流束由两极向外流出的现象。一种理论认为这些流出物会与环绕在恒星周围的物质碰撞(可能是星际尘埃，或是在早先的超新星事件中环绕在周围的壳层)。

　　其他分类

　　有的星云是恒星的出生地，星云的尘埃在引力下渐渐收缩成为新的星，如猎户座的M42星云也有的是老恒星爆炸后的残骸，如天鹅座的网状星云。