 暗星云 明亮的弥漫星云之所以明亮，是因为有一颗或几颗亮星的照耀。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。 类星体 类星体是一种新型的银河系以外的大体，它们的发现被誉为20世纪60年代天文学的四大发现之一。迄今为止，已发现了数千个类星体。 发现简史 20世纪50年代，天文学家用射电望远镜进行观测时，发现宇宙中存在着大量的射电源，即发出很强的无线电波的天体。但是，用光学望远镜观测时，有不少射电源却找不到相对应的光学可见天体。1960年，美国天文学家马修斯和桑德奇利用口径5米的巨型望远镜，发现一个编号为"3C48"的射电源对应于一颗16等的暗星，其紫外辐射很强，光谱中有一些"莫名其妙"的发射线。两年后，在澳大利亚有人发现另一射电源"3C273"也对应于一颗暗星。1963年，旅美荷兰天文学家施密特拍摄了这颗恒星状天体的光谱，发现其中有4条谱线相互之间的关系很像是氢元素光谱中的4条谱线。这一发现启发了马修斯等人，他们重新研究了"3C48"的光谱，证实那些"莫名其妙"的谱线原来也都是由熟悉的元素产生的，只是这一天体具有0.367的红移量。人们经过分析研究，判定它们不是银河系内的恒星，而是河外天体。 对于这种类似恒星而并非恒星的大体，人们称它们为"类星射电源"。以后，通过光学观测又发现了一些在照相底片上具有类似恒星的点状像，在它们的光谱中，发射线也有很大红移，但不发出射电波，称之为"蓝星体"。蓝星体与类星射电源统称为"类星体"。类星体的发现进一步证明了宇宙间物质的多样性，为研究银河系外天体的形成和演化规律提供了新的观测对象。根据它们在照相底片上呈现出类似恒星的点光源像，天文学家推算其尺度大小不到1光年，或只及银河系大小的万分之一，甚至更小。 物理特征与能源之迷 类星体的显著特点是具有很大的红移，即它以飞快的速度在远离我们而去。类星体距离我们很遥远，大约在几十亿光年以外，甚至更远，但看上去光学亮度却不弱，可见光区的辐射功率是普通星系的成百上千倍，而射电辐射功率竞比普通星系大上100万倍，实在是令人难以置信。 一部分天文学家认为，类星体可能并不位于由其红移值推算出的遥远距离处，而是在银河系附近。还有的人怀疑它的红移是否满足业己确立多年的哈勃定律。总而言之，对类星体的研究已构成了对近代物理学的挑战，而问题的解决，有可能使我们对自然规律的认识向前跨一大步。  
河外星系 什么是河外星系？ 如果说银河系是一个巨大的"星城"，那么宇宙间是否仅此一个"孤城"呢？不是的。在广袤无垠、浩瀚辽阔的宇宙空间，还有许许多多象我们银河系一样的"星城"，叫做河外星系，简称星系。今天，人们估计河外星系的总数在千亿个以上，它们如同辽阔海洋中星罗棋布的岛屿，故也被称为"宇宙岛"。 河外星系是怎样被发现的？ 关于河外星系的发现过程可以追溯到两百多年前。在当时法国天文学家梅西耶 ( Messier Charles ) 为星云编制的星表中，编号为M31的星云在天文学史上有着重要的地位。初冬的夜晚，熟悉星空的人可以在仙女座内用肉眼找到它——一个模糊的斑点，俗称仙女座大星云。从1885年起，人们就在仙女座大星云里陆陆续续地发现了许多新星，从而推断出仙女座星云不是一团通常的、被动地反射光线的尘埃气体云，而一定是由许许多多恒星构成的系统，而且恒星的数目一定极大，这样才有可能在它们中间出现那么多的新星。如果假设这些新星最亮时候的亮度和在银河系中找到的其它新星的亮度是一样的，那么就可以大致推断出仙女座大星云离我们十分遥远，远远超出了我们已知的银河系的范围。但是由于用新星来测定的距离并不很可靠，因此也引起了争议。直到1924年，美国天文学家哈勃用当时世界上最大的2.4米口径的望远镜在仙女座大星云的边缘找到了被称为"量天尺"的造父变星，利用造父变星的光变周期和光度的对应关系才定出仙女座星云的准确距离，证明它确实是在银河系之外，也像银河系一样，是一个巨大、独立的恒星集团。因此,仙女星云应改称为仙女星系。 从河外星系的发现，可以反观我们的银河系。它仅仅是一个普通的星系，是千亿星系家族中的一员，是宇宙海洋中的一个小岛，是无限宇宙中很小很小的一部分。
 星系群和星系团 有趣的是，由于万有引力的影响，巨大的星系往往会聚集在一起，成群出现，构成星系群或星系团。而且，星系的这种"群居"习惯比恒星更甚。绝大部分星系(至少85%以上)都是出现在星系团中的。当然，这样的"部落"大小不一，包含的星系个数相差极为悬殊。小的只有十几个或几十个，也称为星系群，比如我们银河系所在的本星系群。多的可以有几千个，甚至上万个成员星系，比如后发星系团。像这样的大"部落"一般都有一个或几个"首领"——巨椭圆星系，它位于团中央，四周聚集着它的"亲信" ——椭圆星系或透镜星系，而旋涡星系和不规则星系则散布在更加外围的区域。通常，这些星系"部落"在空间分布上也会三五成群，形成"群落"，这就是所谓的超星系团了。 银河系便属于一个以它为中心的星系群，称本星系群，它包括仙女星系、麦哲伦星云和三角星系等约40个星系。星系团还可构成更高一级的成团结构--超星系团。本星系群即是以室女星系团为中心的包括50个左右星系团和星系群组成的本超星系团的一个成员。 星系团(或超星系团)就是星系的集团吗？这话当然也对，但是星系团中的成分还远远不止这些。天文学家通过X射线卫星的观测(由于大气层的吸收，天体的X射线辐射在地面上一般是探测不到的)发现，星系团中还聚集了大量的高温气体，也就是所谓的星系际介质。这些气体的质量相当于(甚至超过了)星系团中所有星系质量的总和。它们发出的X射线是宇宙中主要的弥漫X射线源。 光学和X射线的观测使我们了解了星系团的许多性质，其中有一个现象非常奇怪。天文学家通过对团内星系运动状态和气体温度的分析，可以用力学的方法测定整个星系团的质量(用这种方法测得的质量也叫位力质量)。结果发现，星系团的位力质量比团中的星系和星系际气体的质量总和还要大得多，多达5～10倍。这些质量到底来源于什么物质呢？因为它们除了引力效应之外，没有其它任何信息可以被我们直接探测到，天文学上称之为暗物质。暗物质的构成至今还是一个谜。 现在我们知道了，星系团是星系、气体和大量的暗物质由于引力作用而聚集在一起的更加庞大的天体系统。至于它们神秘的起源与演化过程、以及它们又是如何集结在一起组成超星系团的，则是宇宙学研究中最基本的问题之一。 星系分类 河外星系的大小不一，外观和结构也显得多种多样。 在星系世界中，大量的成员与我们的银河系一样，外观呈旋涡结构，其核心部分表现为球形隆起(称为核球)，核球外则为薄薄的盘状结构，从星系盘的中央向外缠卷有数条长长的旋臂，这就是所谓的旋涡星系。 也有许多星系呈现椭圆形或正圆形，没有旋涡结构，称为椭圆星系，它们中有许多是步入垂暮之年的"老龄"星系。一般来说，在椭圆星系内不再有新的恒星诞生。 那些介于旋涡星系和椭圆星系之间的星系，有明亮的核球和扁盘，但没有旋臂，形似透镜，称为透镜星系。 与之相反，还有一类星系既没有旋涡结构，形状也不对称，无从辨认其核心，有的甚至好像碎裂成几部分，称之为不规则星系，在其内部仍有恒星在不断形成之中。 河外星系常用它们所在的星座命名；另外，人们也习惯用它们在一种星表中的序号命名。如《梅西耶星表》和《星云星团新总表》：前者用M表示；后者用NGC表示，它是该表名的英文缩写。这些星系在宇宙中就像无边大海中的一些小岛一样，所以早期也有人把星系称为宇宙岛。 
弥漫星云 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青恒星。弥漫星云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。 星 团 星团是由于物理上的原因聚集在一起并受引力作用束缚的一群恒星，其成员星的空间密度显著高于周围的星场。星团按形态和成员星的数量等特征分为两类：疏散星团和球状星团。 星团的命名，一般采用相应的星表中的号码。最常用的是梅西耶星表，简写为"M"。它只包括了较亮的星团。较完全的是"NGC"星表，有时还用"IC"星表。这些星表中不仅仅包括星团，还有星云和星系。 球状星团 球状星团呈球星或扁球形，与疏散星团相比，它们是紧密的恒星集团。这类星团包含1万到1000万颗恒星，成员星的平均质量比太阳略小。用望远镜观测，在星团的中央恒星非常密集，不能将它们分开。 在银河系中已发现的球状星团有150多个。它们在空间上的分布颇为奇特，其中有三分之一就在人马星座附近仅占全天空面积百分之几的范围内。天文学家最初正是根据这个现象领悟到太阳离开银河系中心相当远，而银河系的中心就在人马星座方向。跟疏散星团不同，球状星团并不向银道面集中，而是向银河系中心集中。它们离开银河系中心的距离极大多数在6万光年以内，只有很少数分布在更远的地方。球状星团的光度大，在很远的地方也能看到，而且被浓密的星际尘埃云遮掩的可能性不大，因此未发现的球状星团数量大致不超过100个，总数比疏散星团少得多。 球状星团的直径在15至300多光年范围内，成员星平均空间密度比太阳附近恒星空间密度约大50倍，中心密度则大1000倍左右。球状星团中没有年轻恒星，成员星的年龄一般都在100亿年以上，并据推测和观测结果，有较多死亡的恒星。 疏散星团 疏散星团形态不规则，包含几十至二、三千颗恒星，成员星分布得较松散，用望远镜观测，容易将成员星一颗颗地分开。少数疏散星团用肉眼就可以看见，如金牛星座中的昴星团(M45)和毕星团、巨蟹星座中的鬼星团（M44）等等。 在银河系中已发现的疏散星团有1000多个。它们高度集中在银道面的两旁，离开银道面的距离一般小于600光年左右。大多数已知道疏散星团离开太阳的距离在1万光年以内。更远的疏散星团无疑是存在的，它们或者处于密集的银河背景中不能辨认，或者受到星际尘埃云遮挡无法看见。据推测，银河系中疏散星团的总数有1万到10万个。 疏散星团的直径大多数在3至30多光年范围内。有些疏散星团很年轻，与星云在一起（例如昴星团），甚至有的还在形成恒星。 变 星 有不少恒星，亮度会随时间变化，它们被称为变星。 变星光变的原因，一种是双星的两颗子星相互掩食，称为食变星（即食双星）。 食变星的一个最有名的例子是英仙星座的大陵五星。它的光变在300多年前已经被发现。它离开我们106光年，光变周期等于2.9天。食变星的光变周期，也就是伴星绕主星转动的轨道周期。 在更多的情况下，变星的光变是出于内在原因，称为内因变星。内因变星，又可按光变的性质分为脉动变星和新星、超新星等。 脉动变星 脉动变星使星体程度不同地发生有节奏的大规模运动的恒星。这种运动最简单的形式是半径周期性地增大和缩小。在半径变化的同时，光度、温度等也随之发生变化。 脉动变星有很多类型，最典型的一类是造父变星，其代表是仙王星座中的造父一星。这颗变星的光变周期是5.4天，最亮时亮度为3.6等，最暗时亮度为4.3等。 新 星 新星是亮度在短时间内（几小时至几天）突然剧增，然后缓慢减弱的一类变星，星等增加的幅度多数在9等到14等之间。由于新星在发亮之前一般都很暗，甚至用大望远镜也看不到，而一旦发亮后，有的用肉眼就能看到，因此在历史上被称为"新星"。 实际上，新星不是新产生的恒星。现在一般认为，新星产生在双星系统中。这个双星系统中的一颗子星是体积很小、密度很大的矮星（可以认为是白矮星），另一颗则是巨星（参看恒星的物理特征和死亡的恒星）。两颗子星相距很近，巨星的物质受到白矮星的吸引，向白矮星流去。这些物质的主要成分是氢。落进白矮星的氢使得白矮星"死灰复燃"，在其外层发生核反应（参看恒星），从而使白矮星外层爆发，成为新星。 新星爆发以后，所产生的气壳被抛出。气壳不断膨胀，半径增大，密度减弱，最后消散在恒星际空间中。随着气壳的膨胀和消散，新星的亮度也就缓慢减弱了下去。 超新星 超新星是爆发规模更大的变星，亮度的增幅为新星的数百至数千倍（相当于再增加6至9个星等），抛出的气壳速度可超过1万千米。超新星是恒星所能经历的规模最大的灾难性爆发。 超新星爆发的形式有两种。一种是质量与太阳差不多的恒星，是双星系统的成员，并且是一颗白矮星（参看死亡的恒星）。这类爆发与新星的差别是核反应发生在核心，整个星体炸毁，变成气体扩散到恒星际空间。 还有一种超新星，原来的质量比太阳大很多倍，不一定是双星系统成员。这类大质量恒星在核反应的最后阶段会发生灾难性的爆发，大部分物质成气壳抛出，但中心附近的物质留下来，变成一颗中子星（参看死亡的恒星）。 星等 恒星的亮度差别很大。事实上，绝大多数恒星，由于太暗，我们的肉眼看不到。仅仅在我们的银河系中，就有多达以千亿计的恒星。为了表示恒星的亮度，在公元前2世纪，希腊天文学家依巴谷就把肉眼能见的星星分成6个等级，最亮的星为1等，最暗的星为6等。这种星等划分，在十九世纪，在数学上被严格化，即确定1等星比6等星亮100倍。同时，利用这一数学关系，把比1等星更亮的天体定为0等、-1等、……，而把比六等星更暗的天体定为7等、8等、……。例如，太阳的星等为 -27等，满月时的月球为 -13等。现在，天文学家用集光能力最大的天文望远镜观测到的最暗的天体，已经暗于25等，它们比一支离开观测者63千米的蜡烛光还暗。
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发表于 2003-6-28 11:57:00
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