星雲譜融資

1. 星雲的類型是什麼

宇宙中的行星和衛星是常見的天體，但是只有當它們離我們很近的時候，我們才可以看清楚它們的大小和光亮。我們藉助望遠鏡看到的行星，就好像是只有一個盤子大小。如果我們將望遠鏡的目鏡倍數調到60倍的時候，我們看到的木星差不多就和月球那樣大小了。可是即使這樣，或者更大倍數，依然無法將恆星調節成月球那麼大。目前，不管我們使用多大倍數的望遠鏡，都只能讓某顆星看起來像一個光點。實際上，恆星要比木星大好幾倍，但因為距離我們太遠了，才會使得它們看起來那麼小。
但是，並不是所有的天體看起來都是一個光點那麼大，星雲就是這樣的。通過望遠鏡我們可以看到它們，但是它們經常處於模糊的狀態。人們通過觀察，將發現的星雲分為三類。
第一類是完全處在恆星系統里，被稱為「行星狀星雲」的天體。之所以被叫做「行星狀星雲」，主要是因為我們在望遠鏡里看到它們的形狀就如同行星那樣，呈圓盤狀，但除此之外，和行星沒有一點相似的性質。這些星雲是由恆星自身和它周圍的大氣層共同組成的。如果考慮上周圍的大氣層的話，那麼這顆巨大的紅色恆星就會非常龐大了。我們可以舉例來說明一下它有多大。航天飛行器以每小時5000英里的速度向這顆恆星團中最大的恆星飛去的話，需要花9年的時間才可以到達。但是，如果是向這些行星狀星雲中的一個行星飛去的話，同樣的速度則需要花9萬年。因此，我們可推算出，如果可以將這個行星狀星雲看成一顆恆星的話，那麼它的體積則是我們已知的最大恆星體積的1萬倍。
嚴格地說，這些星雲不是恆星自身，而是恆星的大氣層。穿過這些大氣層，才能看到位於星雲中心的恆星。這類恆星非常小，直徑大約只有太陽直徑的1/5。表面溫度非常高。
第二類星雲是由銀河系中的很多恆星系統組成的。和第一類星雲不同的是，大氣層包圍著的不只是一顆恆星，而是一組恆星。這類星雲沒有規則的形狀，看上去就像是一顆星球在向另一顆星球噴出巨大的火光。如果用望遠鏡觀察的話，會發現它們是巨大無垠的，因為在一片星雲中，可能包含著某一個完整的星座。
在很多情況下，星雲狀的物質不是呈現明亮的雲層狀態，而是有一些黑色的斑點。這些黑斑實際上是一些可以吸收光線的物質造成的。我們發現，在吸收光譜中形成的星雲光譜中的黑暗線條和從我們的大氣中穿過的紫外線輻射的結果是一樣的。這種光被冷氣團吸收了，又被熱氣團釋放出來。
第三個類型就是河外星雲。這類星雲和前面提到的星雲性質有很大的不同。它們當中的大部分是有固定且很規則的形狀，並且很難區分它們之間的特徵。這些星雲具有發光的性質，曾被科學家命名為「白色星雲」。後來，羅斯用6英尺的望遠鏡進行觀察的時候，發現它們中有很多是螺旋結構。因此又把這些星雲叫做「螺旋星系」。其中最具有代表性的就是仙女座大星雲。

2. 什麼是怪星

這已經是30年代的事了。當時天文學家在觀測星空時發現了一種奇怪的天體。對它的光譜進行的分析表明，它既是「冷」的，只有二三千度；同時又是十分熱的，達到幾萬度。也就是說，冷熱共生在一個天體上。1941年，天文學界把它定名為「共生星」。它是一種同時兼有冷星光譜特徵（低溫吸收線）和高溫發射星雲光譜（高溫發射線）的復合光譜的特殊天體。幾十年來已經發現了約100個這種怪星。許多天文學家為解開怪星之謎耗費了畢生精力。我國已故天文學家、前北京天文台台長和茂蘭早在四五十年代在法國就對共生星進行過不少觀測研究，在國際上有一定影響。此後，我國另一些天文學家也參加了這項揭謎活動。

半個世紀過去了，但它的謎底仍未完全揭開。

最初，一些天文學家提出了「單星」說，認為，這種共生星中心是一個屬於紅巨星之類的冷星，周圍有一層高溫星雲包層。紅巨星是一處於比較晚期的恆星，它的密度很小，而體積比太陽大得多，表面溫度只有二三千度。可是星雲包層的高溫從何而來呢？人們卻無法解釋。太陽表面溫度只有6000度，而它周圍的包層——日冕的物質非常稀薄，完全不同於共生星的星雲包層。因此，太陽算不得共生星，也不能用來解釋共生星之謎。

也有人提出了「雙星」說，認為共生星是由一個冷的紅巨星和一個熱的矮星（密度大而體積相對較小的恆星）組成的雙星。但是，當時光學觀測所能達到的分辨論不算太高，其他觀測手段尚未發展起來，人們通過光學觀測和紅外測量測不出雙星繞共同質心旋轉的現象。而這是確定是否為雙星的最基本特徵之一。

1981處的討論會上，人們只是交流了共生星的光譜和光度特徵的觀測結果，從理論上探討了共生星現象的物理過程和演化問題：在那以後，觀測手段有了很大發展，天文學家用X射線、紫外、可見光、紅外到射電波段對共生星進行了大星觀測，積累了許多資料。共生星之謎的帷幕在逐漸揭開。

近些年，天文學家用可見光波段對冷星光譜進行的高精度視向速度測量證明，不少共生星的冷星有環繞它和熱星的公共質心運行的軌道運動，這有利於說明共生星是雙星。人們還通過具有高的空間解析度的射電波段進行探測，查明了許多共生星的星雲包層結構圖，並認為有些共生星上存在「雙極流」現象(從一個星的兩個極區向外噴射物質)。現在，大多數天文學家都認為，共生星可能是由一個低溫的紅巨星或紅超巨星和一個具有極高溫度的看不見的極小的熱星以及環繞在它們周圍的公共熱星雲包層組成。它是一種處於恆星演化晚期階段的天體。

有的天文學家對共生星現象提出了這樣一種理論模型。共生星中的低溫巨星或超巨星體積不斷膨脹。其物質不斷外溢，並被鄰近的高溫矮星吸積，形成一個巨大的圓盤，即所謂的「吸積盤」。吸積過程中產生強烈的沖擊波和高溫。由於它們距離我們太遠，我們區分不出它們是兩個恆星，而看起來像熱星雲包在一個冷星的外圍。

有的共生星屬於類新星。類新星是一種經常爆發的恆星。所謂爆發是指恆星由於某種突然發生的十分激烈的物理過程而導致能量大量釋放和星的亮度驟增許多倍的現象。仙女座z型星是這類星中比較典型的，這是由一個冷的巨星和一個熱的矮星外包激發態星雲組成的雙星系統，經常爆發，爆發時亮度可增大數10倍。它具有低溫吸收線和高溫發射線並存的典型的共生星光譜特徵。

但是雙星說並未能最後確立自己的陣地。

這其中一個重要原因是迄今為止未能觀測到共生星中的熱星。科學家只不過是根據激發星雲所屬的高溫間接推論熱星的存在，從理論上判斷它是表面溫度高達幾十萬度的矮星。許多天文學家都認為，對熱星本質的探索，應當是今後共生星研究的重點方向之一。

此外，他們認為，今後還要加強對雙星軌道的測量；進一步收集關於冷星的資料，以探討其穩定性。

天文學家們指出，對共生星亮度變化的監視有重要意義。通過不間斷地監視可以了解其變化的周期性，有沒有爆發，從而有助於揭開共生星之謎。但是共生星光變周期有的達到幾百天，專業天文工作者不可能連續幾百天盯住這些共生星，因此，他們特別希望天文愛好者能共同來監視。

揭開共生星之謎，對恆星物理和恆星演化的研究都有重要的意義。但要徹底揭開這個謎看來還需要付出許多艱苦的努力。

3. 神秘深邃的宇宙深空，驚現一抹閃光，它從何而來

在2019年12月，天文學家發現了一種奇怪的超新星，它在離地球1.4億光年附近的星系中的天龍星座附近。

每一種模型在與觀測結果進行對比時都有所差距，很明顯為了更好的匹配超新星2019yvq還需要額外的調整。最後，如果噴出物與伴星相碰撞，強烈的Ca ii 的噴出，或是雙重爆炸，少量O i 噴出，亦或是劇烈合並，我們預測超新星2019yvq的星雲光譜將以H或He的發射為特徵。

4. 怪星之謎是什麼

這已經是30年代的事了。當時天文學家在觀測星空時發現了一種奇怪的天體。對它的光譜進行的分析表明，它既是「冷」的，只有二三千度；同時又是十分熱的，達到幾萬度。也就是說，冷熱共生在一個天體上。1941年，天文學界把它定名為「共生星」。它是一種同時兼有冷星光譜特徵（低溫吸收線）和高溫發射星雲光譜（高溫發射線）的復合光譜的特殊天體。幾十年來已經發現了約100個這種怪星。許多天文學家為解開怪星之謎耗費了畢生精力。我國已故天文學家、前北京天文台台長和茂蘭早在四五十年代在法國就對共生星進行過不少觀測研究，在國際上有一定影響。此後，我國另一些天文學家也參加了這項揭謎活動。

半個世紀過去了，但它的謎底仍未完全揭開。

最初，一些天文學家提出了「單星」說，認為，這種共生星中心是一個屬於紅巨星之類的冷星，周圍有一層高溫星雲包層。紅巨星是一處於比較晚期的恆星，它的密度很小，而體積比太陽大得多，表面溫度只有二三千度。可是星雲包層的高溫從何而來呢？人們卻無法解釋。太陽表面溫度只有6000度，而它周圍的包層——日冕的物質非常稀薄，完全不同於共生星的星雲包層。因此，太陽算不得共生星，也不能用來解釋共生星之謎。

也有人提出了「雙星」說，認為共生星是由一個冷的紅巨星和一個熱的矮星（密度大而體積相對較小的恆星）組成的雙星。但是，當時光學觀測所能達到的分辨論不算太高，其他觀測手段尚未發展起來，人們通過光學觀測和紅外測量測不出雙星繞共同質心旋轉的現象。而這是確定是否為雙星的最基本特徵之一。

1981年的討論會上，人們只是交流了共生星的光譜和光度特徵的觀測結果，從理論上探討了共生星現象的物理過程和演化問題：在那以後，觀測手段有了很大發展，天文學家用x射線、紫外、可見光、紅外到射電波段對共生星進行了大量觀測，積累了許多資料。共生星之謎的帷幕在逐漸揭開。

近些年，天文學家用可見光波段對冷星光譜進行的高精度視向速度測量證明，不少共生星的冷星有環繞它和熱星的公共質心運行的軌道運動，這有利於說明共生星是雙星。人們還通過具有高的空間解析度的射電波段進行探測，查明了許多共生星的星雲包層結構圖，並認為有些共生星上存在「雙極流」現象（從一個星的兩個極區向外噴射物質）。現在，大多數天文學家都認為，共生星可能是由一個低溫的紅巨星或紅超巨星和一個具有極高溫度的看不見的極小的熱星以及環繞在它們周圍的公共熱星雲包層組成。它是一種處於恆星演化晚期階段的天體。

有的天文學家對共生星現象提出了這樣一種理論模型。共生星中的低溫巨星或超巨星體積不斷膨脹，其物質不斷外溢，並被鄰近的高溫矮星吸積，形成一個巨大的圓盤，即所謂的「吸積盤」。吸積過程中產生強烈的沖擊波和高溫。由於它們距離我們太遠，我們區分不出它們是兩個恆星，而看起來像熱星雲包在一個冷星的外圍。

有的共生星屬於類新星。類新星是一種經常爆發的恆星。所謂爆發是指恆星由於某種突然發生的十分激烈的物理過程而導致能量大量釋放和星的亮度驟增許多倍的現象。仙女座z型星是這類星中比較典型的，這是由一個冷的巨星和一個熱的矮星外包激發態星雲組成的雙星系統，經常爆發，爆發時亮度可增大數10倍。它具有低溫吸收線和高溫發射線並存的典型的共生星光譜特徵。

但是雙星說並未能最後確立自己的陣地。

這其中一個重要原因是迄今為止未能觀測到共生星中的熱星。科學家只不過是根據激發星雲所屬的高溫間接推論熱星的存在，從理論上判斷它是表面溫度高達幾十萬度的矮星。許多天文學家都認為，對熱星本質的探索，應當是今後共生星研究的重點方向之一。

此外，他們認為，今後還要加強對雙星軌道的測量，進一步收集關於冷星的資料，以探討其穩定性。

天文學家們指出，對共生星亮度變化的監視有重要意義。通過不間斷地監視可以了解其變化的周期性，有沒有爆發，從而有助於揭開共生星之謎。但是共生星光變周期有的達到幾百天，專業天文工作者不可能連續幾百天盯住這些共生星，因此，他們特別希望天文愛好者能共同來監視。

揭開共生星之謎，對恆星物理和恆星演化的研究都有重要的意義。但要徹底揭開這個謎看來還需要付出許多艱苦的努力。