年轻恒星

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奇妙的恒星宝宝!

——年轻恒星及它们所诞生的星云

经过夜复一夜的观测,感觉疲惫了?昏昏欲睡了?这些毛茸茸的新生恒星保证能唤起你的兴趣,让你重新感觉自己年轻而充满活力!

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哈勃变光星云(Hubble’s Variable Nebula,也称NGC2261),是一个著名的与年轻恒星相关的星云。

(图片:NASA)

笔者感觉自己年纪越大越焕发出年轻的光彩。人类的代际更替使世界保持年轻,与此同时,不断的发展保证着世界日新月异。尽管并没有“大脑”,造物主却创造了一个令人惊叹的千变万化的宇宙,既包括有生命的世界,也包括无生命的成员——恒星。

像人一样,恒星也始于看不见的胚胎状态。对恒星来说,那是在一团黑暗分子云的内部。可能在超新星爆发的帮助下,引力使分子云坍塌成小云块,产生出致密的核。汇合的物质温度升高并被压缩,导致在每朵旋转的碎屑云的中心形成一颗原恒星,行星可能由此产生。

原恒星尽管很炽热,但要想产生氢聚变还是温度太低。在朝着主序星的方向发展的过程中,它通过引力收缩发光发热。它从周围星云攫取物质的量的变化造成了恒星不规则的明暗变化,从地球看去,它所诞生的分子云内的稠密物质团可能暂时遮蔽这颗恒星或星云,也导致了无法预测的亮度变化。

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这幅艺术想象图显示了一颗原恒星正在被称为博克球状体(Bok globule)的尘埃云内部生成。

图片:NASA / JPL-Caltech / R. Hurt (SSC)

随着收缩继续,当它的恒星风吹走周围的包层,最终显露出初生的恒星时,这个天体进入“主序前星”(pre-main-sequence)状态。在这个时刻,我们不是像看到太阳那样通过氢聚变的光看到该恒星,而是通过引力收缩辐射出的能量和氘(重氢)的聚变看到它。当此天体收缩到足够的程度,其核心温度达到1300万k(约13,000,000℃!),氢聚变开始了,恒星进入主序星阶段,也就是稳定运行的状态。

质量小于23倍太阳的主序前星阶段的恒星更常被称为金牛座T型星;它们那些有28倍太阳质量的更大的兄弟姐妹被称为赫比格Ae/Be星(Herbig Ae/Be stars)。金牛座T型星中最著名的一个是麒麟座R,它位于NGC2261(哈勃变光星云)的顶端。该恒星附近浓密的移动尘埃云投下横跨星云的阴影,使其外观形状发生变化。另一颗此类恒星是金牛座T星本身,它照亮了易变的欣德变光星云(Hind’s Variable Nebula,NGC1555)。

哈勃变光星云是最著名和最亮的年轻星体之一。还有许多其他的,包括数十个大中型业余天文望远镜可见的。笔者此前几周都忙于搜寻这些难以捉摸的“青春的源泉”,并且选取了一些最亮的让你也试试。天鹅座和金牛座各自统治着一片大有可观的天区,尽管它们天各一方,但在秋季无月的夜晚,两者都能很好地观看到。

最后提示:由于这些星云之所以发光主要靠反射而不是发射,因而OIII滤镜作用不大。以下图片都是北方在上(注明的除外),用37cm口径望远镜观测。咱们开始吧!

Parsamian 21

赤经19h28m59s,赤纬+09°38’15”(天鹰座)

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Parsamian 21因美国天体物理学家Elma Parsamian而得名,这个小而明亮的彗星状星云被两颗8等星夹在中间。

(图片:DSS)

这颗猎户座FU型变星位于天鹰座内,在牛郎星西北偏北方约5°处,有爆发倾向且亮度飘忽不定。幸运的是,它是最明亮、最易观测的年轻星体之一。这个小天体很像一个小的行星状星云,需要高倍率才能与其邻居清晰地区分开来。它有大约15”长,南端有一个明亮的、类似恒星的光点,北端有短的、星云状的“尾巴”。有些观测者把它的外观比作彗星,是一种在其他由尘埃外溢产生的年轻星体常见的形状。在142×或更高倍率下,这一形状很明显。

GM 2-39

赤经20h17m08s,赤纬+38°59’29”(天鹅座)

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GM 2-39 见于Gyulbudaghian和Maghakian编制的星表,是一个小却相对明亮的年轻星云,其中心恒星被气体和尘埃严密地遮蔽。

(图片:DSS)

注意!尽管很明亮,但这个星云位于天鹅座γ星(天津一)南边约3°一片混乱的星海中,所以可能需要几分钟才能追踪到它。这一天体在组成指向它的弧线的几颗暗星西北方约1’的位置。在245×倍率下,笔者看到一个直径约30”的独特绒球,在星云稠密的核心里有一颗很难看到的约14.7等的中心恒星。GM 2-39被划分为发射线恒星;发射物可能与恒星喷射出的热气体流有关,与附近的物质相互作用并激发它们。

Gyulbudaghian星云(仙王座PV)

赤经20h45m54s,赤纬+67°57’51”(仙王座)

这个太暗了!别跟它较劲儿了。但如果你有一台37cm或更大的望远镜,并且喜欢接受终极挑战,就试试吧。这个星云并不总是这样难以窥见。在2004年,这个星表编号为GM-129的天体曾变成明亮的雾霭,用25cm望远镜就很容易看到。但像许多年轻星云一样,它的光芒会因前面所述的原因而变化。

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Gyulbudaghian星云比一团雾(在此为紫色)强不了多少,在一颗暗星北侧延伸,但大约十年前,它曾是一片在中型望远镜中可见的明亮的星云状物。

(图片:POSS合成)

现在PV非常暗。笔者用245×和357×倍率反复交替搜寻,才勉强用余光法看到了这一抹雾霭。我们焦急地期待着Gyulbudaghian的回归!如果你持续观测它,就能第一个知道。

天鹅座V645

赤经21h39m58s,赤纬+50°14’21”(天鹅座)

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年轻的赫比格Ae/Be星天鹅座V645很容易看到。与它的诞生相关的星云很小,所以要使用高倍率。

(图片:DSS)

这是众多有不同名称的年轻星体之一。天鹅座V645目前视星等为13.5,看上去被包含在一小片约10~15”的雾霭中。用余光法和245×倍率,笔者惊喜地看到这颗恒星西方延伸着一条更暗的彗星状星云尾巴。V645南侧仅几角分的位置有一颗9等星,可以作为现成的参照物来确认你找对了地方。

LkHa 259

赤经23h58m42s,赤纬+66°26’13”(仙王座)

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当它蚕食周围的气体和尘埃时,我们可以想象分子云以慢动作的方式消失,成为年轻恒星LkHa259的一部分。上图经过笔者剪裁,保留了三颗11等和12等的恒星,以帮助发现目标。

这颗赫比格Ae/Be星位于仙王座,是另一颗明显大于太阳的主序前星,照亮了一团直径约45”云雾般的圆形星云状物。如果你不知道它,可能会以为看到的是一颗暗弱的彗星。在高倍率下,星云中心的14.8等恒星清晰可见。找一个气温低至零下几度的夜晚来观看它,可以想象它在成为主序星的过程中不断升温和收缩,就像一个戴着厚棉手套搓成的雪球一样,多有趣啊。

NGC 1333

赤经03h29m02s,赤纬+31°20’54”(英仙座)

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这张数码图(南方在上)显示了笔者目镜视野中暗淡而宏大的NGC1333复合体。HH12是一个赫比格-阿罗天体(Herbig-Haro object),是当新生恒星喷射出的物质与附近的气体和尘埃云碰撞时产生的。多么令人兴奋啊!

(图片:Bob King)

这是笔者曾经忽视的最非凡的天体之一。乍一看,它是英仙座一颗10.6等恒星西南方一片6’×3’的星云状的“肮脏指印”。没什么稀奇的,不是吗?但是把倍率提高到超过200×,并让你的眼睛适应黑暗视野,喔!笔者首先注意到围绕着恒星的圆形反射星云,然后看到西南方被一条模糊暗线分隔开的两片毛茸茸的光斑。靠近恒星,笔者可以分辨出暗淡的金牛座T型星LkHa270,还有它所诞生的雾状星云的蛛丝马迹。

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这张NGC1333的照片是位于基特峰的4米梅奥尔(Mayall)望远镜拍摄的。南方在上,以便与前面的数码图对比。

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

用余光法还能看到另外的恒星和星云在视野中时隐时现,全都被暗淡的星云状物覆盖着。这一区域位于仅仅1000光年之外,是宇宙中最近的恒星形成区域之一,由年龄不足一百万年的恒星组成。如果你只准备观看一处活跃着年轻星体的区域,就选这里吧。

英仙座XY

赤经03h49m37s,赤纬+38°58’58”(英仙座)

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英仙座XY,一颗明亮的变星,依偎着它所诞生的明亮的反射星云。

(图片:DSS)

起初,在这颗明亮的9等赫比格Ae/Be星周围看不见什么,但这只是因为英仙座在天空中位置还太低。一旦XY星爬升到高度角40°,笔者就能在恒星西南方分辨出伴随星云的暗淡模糊的光辉。笔者很少相信恒星周围的“光辉”,至少是对称分布的那些。它们大多是由光学元件不洁净和眩光造成的,但是分辨和确认不对称的光辉是真实天体则要容易得多。尽管这不是一个特别漂亮的星云,这颗源恒星已经足够明亮,在任何望远镜中都能看见。

金牛座RY

赤经04h21m57s,赤纬+28°26’34”(金牛座)

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金牛座RY被一个扇形诞生星云覆盖,类似哈勃变光星云,但要暗得多。

(图片:DSS)

与英仙座XY星类似,这颗金牛座T型星貌似只是颗周围没有东西的10等星,但它具有向西北延伸的扇形星云。笔者在此位置用余光和245×倍率见到它是一片扩张的暗淡云雾。

欣德变光星云(金牛座T)

赤经04h22m00s,赤纬+19°36’00”(金牛座)

如果没有星光干扰,这个星云本应该更著名得多,并更好地被观测。金牛座T星本身是一颗不会被认错的10.5等恒星,得来全不费工夫。但这个星云必须与T星和西南方7’处的一颗8等背景恒星的光芒相竞争。寻找星云状物就像在灯火通明的停车场尝试看到猎户座大星云一样难。

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明暗相间的尘埃云围绕金牛座T星这颗主序前星旋转。

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

使用245×倍率并使邻近恒星漂移出视野,笔者能够瞥见缠绕在T星正西方的星云状物的一点卷须。照片显示了一个立体的、像大洞穴的星云,它的侧壁被变星那摇曳的“烛光”照亮。它本身也呈现闪烁。我们能看到NGC1555,但19世纪的天文学家奥托·斯特鲁维(Otto Wilhelm von Struve)在金牛座T星东南方4’处看到了另外的星云状物NGC1554。它在被描述后不久就从视野中消失了,再也没有出现,因此被称为“斯特鲁维遗失星云”。

希望你在观看宇宙的年轻一面的过程中得到了乐趣。下一个无月的夜晚,去见见这些刚刚蹒跚学步的神奇天体宝宝吧!

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

作者:Bob King

翻译:王克义

校译:马明阳

编排:邱煜欣