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深空天體

伊琉沙
伊琉沙星空視界
ilyusha71@gmail.com
2009年4月2日 筆，2009年6月24日 補注

摘要

　　深空天體有時被稱作為非恆星天體（Non-stellar ｏbjects），因在早期的觀測技術尚未發達，當時看到的深空天體多呈現雲霧狀，不如同一般恆星的星點。深空天體包含了絕大多數天文學家所觀測的天體，主要是在我們太陽系以外的天體，這些天體往往指的不是單一的恆星，而是像星雲、星團、星系等等的大型天體以及遙遠的特殊天文事件。深空天體大多不像恆星一般明亮，肉眼能見的深空天體只有少數，如M45昴宿星團、M42獵戶座大星雲與M31仙女座大星系等。

　　自望遠鏡開始用在天文觀測後，天文學家也於十七世紀開始發現越來越多的深空天體，並一一紀錄下來成為著名的深空天體列表，其中最廣為人知道有梅西爾天體與星雲星團新總表（NGC）。

主題關鍵字：深空天體、星團、星雲、星系 、梅西爾天體

一、星團

球狀星團

　　球狀星團這個名詞出於威廉．赫歇爾（William Herschel）於1789年出版的深空天體目錄中，早期的觀測並無法分析出球狀星團的恆星，只能看到球狀星團球暈部分的雲氣，直到梅西爾（Charles Messier）對M4的觀測才分辨出球狀星團內部的恆星 。

　　球狀星團故名是以球狀對稱分布的恆星所組成，其組成的恆星大多為年老的恆星，也是已知最老的天體之一， 多為第二族星，金屬豐存度低，在本銀河系裡直至西元2007年為止，已經發現一百五十八個球狀星團，大多分布在銀暈，在球狀星團裡擁有數萬至上百萬顆的恆星，但是受到彼此重力的影響，球狀星團的直徑不過數十至一百多光年，故球狀星團的密度極高。

　　第一顆被發現的球狀星團是M22於西元1655年由德國業餘天文學家Abraham Ihle所發現，隨後愛德蒙．哈雷（Edmond Halley）也於1677年發現銀河系最大的球狀星團NGC 5139，NGC 5139在早期的發現，曾被認作成恆星 ，所以也有半人馬座ω的 稱呼。

疏散星團

　　疏散星團是由數十顆至上千顆的恆星所組成，由於彼此重力影響不大，分布較為稀疏而名，形狀 為 無規則的散布，與球狀星團相比，疏散星團要來的年輕許多，大多為藍白色的年輕巨星所組成，一般疏散星團的範圍僅約十數至數十光年左右，密度遠比球狀星團低。

　　大多數的疏散星團位在銀河系的盤面上，距離太陽相較球狀星團而言距離較近，較為明亮的的幾個疏散星團，古代就已經觀測到，其中著名的M45昴宿星團更可以用肉眼分辨出星團的幾顆亮星，不過大多數的星團， 肉眼是不可見的，視直徑與亮度較大的幾個最多也只能看到一團霧狀，直到望遠鏡開始朝向星空，人們才足以分辨其部分的恆星。

二、星雲

　　在天文望遠鏡發明之前，人們看見星空中出現一些非恆星的霧狀 雲氣皆稱作星雲，所以至今像是M31仙女座大星系、大麥哲倫星系（LMC）與小麥哲倫星系（SMC）這些現今被歸類為星系的天體在以前其實都被稱之為星雲 ，有時這些名稱仍被延用至今。

　　今日所稱的星雲 （Nebula），源自於威廉．赫歇爾，他在見過法國天文學家梅西爾公開的天體發現後，親自觀測確認，發現有許多天體不像是星團而只是一團星際雲霧，遂將 此類天體稱作星雲。

行星狀星雲

　　行星狀星雲是低質量恆星步入死亡時，恆星氣體外殼的剝離所形成，在天文學上，藉由行星狀星雲的觀測能透析恆星的金屬豐度，同時行星狀星雲可以帶出恆星核心進行核融合時產生的重元素，這些核融合的產物與死亡的殘渣物將再度成為星際物質。

　　位在狐狸座（Vulpecula）距離我們1360光年的啞鈴星雲（Dumbbell nebula）是最早被觀測到的行星狀星雲，梅西爾於1764年發現 它，並編列為自己天體目錄的第27號，M27。

　　自梅西爾之後，天文學家也在夜空找到了許多的行星狀星雲，威廉．赫歇爾從望遠鏡中發現這類星雲有如木星這類氣體行星一般， 因此稱這種天體為行星狀星雲（Planetary nebula），同時赫歇爾也發現了許多知名的行星狀星雲，如貓眼星雲（NGC 6543）與愛斯基摩星雲（NGC 2392）。

　　恆星之所以可以承受自己的重力而不塌縮，是由於來自核心核融合反應產生的能量支撐，而當恆星內部的氫原料用盡，核心供應的能量不足以承受自身的重力，恆星 的核心即會開始收縮，過程中核心的溫度上升（位能轉換為熱能），使得恆星表面開始急劇膨脹，使恆星成為紅巨星。

　　由於核心溫度的上升，可以使氦原子得以進行核融合反應而成碳 與氧，因此又再度產生能量，此時氦融合產生的核心主要是碳核，較輕的氦則在周圍燃燒，但是當核心的氦用盡時，恆星內部又會再度收縮，核心溫度也再度升高，恆星外殼再度膨脹，如此反覆的膨脹收縮，導致恆星外殼極為不穩定，最終外殼將有足夠的動能剝離，最終 形成行星狀星雲，而核心則會變成一顆白矮星。

超新星殘骸

　　超新星殘骸是超新星爆炸後，遺留下來的物質，超新星爆炸會讓整個星球瓦解只留下核心，首先強大的震波會將周圍的星際介質向外擠壓並產生高熱，恆星的外殼碎裂並朝向四面八方擴散，這些物質向外膨脹的過程中會撞擊星際空間既有的星際介質，最後形成各種形狀的超新星殘骸。

　　不同類型的超新星爆炸會產生不同形式的超新星殘骸，爆炸過程中 ，超新星殘骸與周圍的星際介質進行交互作用，也會產生不同的殘骸，藉由對超新星殘骸的研究可以推測超新星爆炸的類型，以及得知原恆星的資訊。

瀰漫星雲

　　瀰漫星雲即是典型的星雲，外觀無一定形狀，有如一幅畫， 大多數的瀰漫星雲都是恆星形成的重要地帶，恆星形成區多位在星雲內部的低溫分子雲區，時常可以在此找到原恆星，因此低溫分子雲又稱作恆星的搖籃。

　　一般瀰漫星雲依光學性質可分為發射星雲（emission nebula）與反射星雲（reflection nebula） ，發射星雲主要是星雲內部大量的氣體塵埃受到鄰近恆星發射出的高能量光子而發生游離並使得這些氣體開始發光，當星雲內部的恆星數量與質量達到一定的程度時，會產生更大量的氣體游離，最後形成星雲，這類型的星雲即稱作發射星雲，而發射星雲的組成中幾乎多為氫，被游離的氫為紅色，亦即多數的發射星雲多為紅色。

　　相對於發射星雲，反射星雲雖同樣是來自星雲內部氣體塵埃的發光產生，但成因有點不同的是，星雲內的恆星沒有足夠的能量使得周圍的氣體產生游離，但是卻足夠照亮這些塵埃雲氣使之反射恆星的光，而同時也使得光在整團雲氣中產生散射現象，使星雲發光，也因此反射星雲多為藍色，因為散射程度與波長的四次方成反比。值得一提的是，反射星雲中有一種叫做變光星雲（variable Nebula），是由於來自恆星的光度改變，導致星雲的光度也跟著改變。

二、星系

修編中。。。

梅西爾天體目錄

• 星團（Clusters）：55個
  • 球狀星團（Globular clusters）：29個（M2、M3、M4、M5、M9、M10、M12、M13、M14、M15、M19、M22、M28、M30、M53、M54、M55、M56、M62、M68、M69、M70、M71、M72、M75、M79、M80、M92、M107）
  • 疏散星團（Open Clusters）：26個（M6、M7、M11、M18、M21、M23、M25、M26、M29、M34、M35、M36、M37、M38、M39、M41、M44、M45、M46、M47、M48、M50、M52、M67、M93、M103）
• 星雲（Nebulae）：12個
  • 亮星雲：個
    • 行星狀星雲：4個（M27、M57、M76、M97）
    • 超新星殘骸：1個（M1）
    • 瀰漫星雲：7個（M8、M16、M17、M20、M42、M43、M78）
  • 暗星雲：0個
• 星系（Galaxies）：39個（+1）
  • 橢圓星系（Elliptical galaxies）：6個（M49、M59、M60、M87、M89、M105）
  • 透鏡星系（Lenticular galaxies）：3個（M84、M85、M86）
  • 螺旋星系（Spiral galaxies）：23個（M31、M33、M51、M61、M63、M64、M74、M77、M81、M88、M90、M91、M94、M95、M96、M98、M99、M100、M101、M104、M106、M108、M109）
  • 棒旋星系（Barred spiral galaxies）：4個（M58、M65、M66、M83）
  • 不規則星系（Irregular Galaxies）：1個（M82）
  • 矮星系（Dwarf galaxies）：2個
    • 矮橢圓星系（Dwarf elliptical galaxies）：2個（M32、M110）
    • 矮螺旋星系（Dwarf spiral galaxies）：0個
    • 矮不規則星系（Dwarf irregular galaxies）：0個
  • M102，疑似NGC 5866（透鏡星系），或與M101重覆（螺旋星系）
• 其他（Other）：3個
  • M24，人馬座恆星雲
  • M40，Winnecke 4，雙星（Double star）
  • M73，星群（Asterism），已確定非疏散星團以及四合星系統

References

• 伊琉沙，梅西爾天體，伊琉沙的星空小札第50節，2001年10月
• 伊琉沙，星雲，伊琉沙的星空小札第97節，2002年9月
• 伊琉沙，行星狀星雲，伊琉沙的星空小札第98節，2002年9月
• 伊琉沙，深空天體，伊琉沙的星空小札第99節，2002年10月
• 伊琉沙，球狀星團，伊琉沙的星空小札第100節，2002年11月
• 伊琉沙，疏散星團，伊琉沙的星空小札第101節，2002年11月
• 伊琉沙，星系，伊琉沙的星空小札第102節，2002年12月
• 伊琉沙，瀰漫星雲，伊琉沙的星空小札第103節，2003年1月
• 伊琉沙，超新星殘骸，伊琉沙的星空小札第104節，2003年1月
• 伊琉沙，螺旋星系，伊琉沙的星空小札第105節，2003年1月
• 伊琉沙，哈伯音叉分類法，伊琉沙的星空小札第106節，2003年1月
• 伊琉沙，橢圓星系，伊琉沙的星空小札第107節，2003年1月
• 伊琉沙，矮星系，伊琉沙的星空小札第108節，2003年1月
• 伊琉沙，棒旋星系，伊琉沙的星空小札第109節，2003年1月
• 伊琉沙，NGC星表，伊琉沙的星空小札第97節，2003年3月
• SEDS Messier Database，2009年5月

2009/6/22上線

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