§1-3. 在太陽系外、星球之間、銀河系裡


我們現在要離開太陽系了,  航向未知的星際空間。 這時星空和在地球上看的應該相差不多。  我們朝獵巨座的方向看去, 有許多的亮星以及密集的星星形成的銀河。 在這些星星之間的星際空間裡, 是空無一物的嗎?

我們先來看看一些位於某些星球附近的雲氣。 這是三裂星雲, 在人馬座的方向。

這是獵戶腰帶邊上的一顆星附近的各種星雲。  我們可以看到有偏紅的發光星雲, 偏藍的反射星雲, 以及不發光的黑暗星雲。 馬頭星雲就是一個典型的黑暗星雲。


這四張圖是不同範圍大小的老鷹星雲,  我們可以看到在 一大片發光星雲裡有許多濃密的黑暗星雲。 進一步的研 究指出, 在這區域裡許多星星都是剛形成不久的。

在星際空間裡充滿了許多塵埃與原子分子的雲氣。  而這些雲氣密集的地方正是恆星誕生的溫床。 星球形成後, 它們所發出的光與熱照亮了周邊仍存留的雲氣, 形成美麗的發光星雲和反射星雲。 這張照片是哈伯拍攝的獵巨座大星雲中的一個區域。 在其中我們可以看到 5 個正在形成的星球,  而且它們有4個具有明顯的盤狀 結構。 這些觀測對於星球形成的理論, 以及太陽系形成過程的了解都有很大的幫助。

這是著名的七姊妹, 也就是昴宿星團。 它在金牛座, 秋冬之際肉眼很容易看到。 這些星星周圍都還有塵埃雲氣反射星光。  這個星團的星球大約是五千萬年前形成的。  相較於太陽的 46 億年的年紀, 這些算是形成不久的星星。  這也是為什麼當時用來形成星球所殘留下的物質還存在在那附近的原因。

星球常是成群成團地形成的。 像昴宿星團就是一個例子。 在天上除了一些單獨的星球之外, 有很多都是雙星系統, 或者多聚星系統。  更多星星聚集而成的集團就稱為“星團”。 星團大概分成兩類。 像昴宿這種組織鬆散,  星球總數較少的, 稱為“疏散星團”, 而結構緊密且星球總數較多的, 則稱為“球狀星團”。  像這張照片裡在巨蛇座的 M5 (有關天體名稱請參考第二章“認識天空”) 就是一個球狀星團。

這個球狀星團 ─ 杜鵑座第47號 “星” (47 Tucanae) ─ 是一個非常密集的球狀星團, 距離我們約一萬六千光年遠, 但整個看起來仍然有 4.5 等星的亮度。

這張照片看起來有點奇怪, 但是它可說是解決了一個 150 年老的問題。 這是船底座  h 星的哈伯照片。  在 19 世紀中葉, 這顆原先在 17 世紀中被記載為 4 等星的星星變成了全天空中僅次於天狼星的亮星。  而後它又漸漸暗了下來。 到了今天大約是 6 等星的亮度。 從這張照片中我們可以看到它噴發出許多物質,  而這正是星球演化到末期不穩定及大量散失質量的現象。 這顆星星可能隨時都會到達它生命的終點 ─ 超新星爆炸。

我們還在銀河系裡。 在我們的旅程裡, 我們已經遇到許多星雲星團, 我們還看到了星球演化末期的樣子。 不過, 質量不同的星球會有不同的演化歷史。 質量和我們太陽差不多或者更小的, 在演化末期並不會變成超新星爆炸, 而是較和緩地噴發物質, 散失質量, 留下中心的一個緻密星體 ─ 白矮星。 而這些噴發出來的物質就形成周圍的“行星狀星雲”。 像這張寶瓶座裡的螺旋星雲就是一個行星狀星雲, 中心有一顆白矮星。


行星狀星雲可能會有不同的形狀, 像這兩張“貓眼星雲”(左) 和“沙漏星雲”都是行星狀星雲。

大質量的星球演化末期會變成超新星爆炸, 爆炸後中心會留下另一種形式的緻密星體 ─ 中子星或者黑洞。 而爆炸開來的物質則會向外擴張, 形成超新星殘骸。 這張圖片是船帆座超新星殘骸。 這次超新星爆炸大約是在一萬多年前發生的。 爆炸形成的中子星是一顆無線電波霎 (請參考第四章 “恆星的一生” 及第八章 “看不見的宇宙”), 它的位置在本圖片中的右上角。

這是名為 “仙后座A”  的超新星殘骸。 這張照片是無線電波照片。 圖中顏色代表的是無線電波強度, 越紅越強。

這是蟹狀星雲的可見光照片。 它也是一個超新星殘骸。

在蟹狀星雲中心的中子星也是一個無線電波霎 ,  並且有很強的 X 光輻射以及噴射流與盤狀結構。

看了這麼多銀河系裡的天體,  我們打算繼續我們的旅程, 加足馬力, 離開銀河系, 往更遠的地方去了。  在這之前, 我們再回頭看看我們的銀河系。 這張照片是銀河系中心方向的星空。 銀河系的星星與星際介質大多集中在一個盤面上, 並且繞著銀河中心運轉。 銀河中心到底有什麼東西在那裡呢?

這是一張銀河中心位置的無線電照片。 許多證據顯示銀河中心有一個大黑洞, 周圍的物質正被它吞噬進去。