獵戶星雲

獵戶星雲(M42)是位於獵戶座的一顆彌散星雲，距離地球僅1500光年，是距離地球最近的一個恆星形成區。它的亮度相當高，在全天僅次於卡利納星雲，在無光害的地區用肉眼就可觀察。獵戶星雲看上去像一頭展翅飛翔的火鳥，故亦有“火鳥星雲”的稱號。

基本介紹

• 中文名：獵戶星雲
• 外文名：M42
• 形似：一頭展翅飛翔的火鳥
• 別稱：火鳥星雲
• 距地：1500光年
• 發現時間：1610年 

簡介

獵戶座是銀河系中最年輕的星雲，在北方晴朗的夜空中，獵戶星雲格外引人注目。當然，這不僅僅是因為它特別明亮，古希臘的神話傳說更令它充滿浪漫色彩：大約公元前2000年前，占星師將天空中的亮點連線起來，勾勒出希臘神話中的獵戶(Orion), 狩獵女神阿耳特彌斯(Artemis), 與他墜入愛河。可是女神的雙胞胎兄弟#--阿波羅#--妒忌獵戶的才幹，派遣蠍子害死了他。

獵戶星雲也是離地球最近的星雲。星雲(nebula)一詞在拉丁語中的意思是迷霧、雲翳。天文學家奧戴爾專門致力於獵戶星雲的研究。這一次，他再次觀測獵戶，希望揭開一個急待弄清的謎題。

在哈博望遠鏡修復前攝下的圖片中，奧戴爾發現一組模糊的亮斑。這些斑點，形狀不規則，隨機地排列在一起。他無法確定這是星雲物質，還是人造器物被攝入有誤差的光學鏡頭，就象當年伽里略在望遠鏡里看到圍繞木星的衛星，事實上只是空氣氣泡。但是，如果這些斑點是真實的星雲物質，那它們又是什麼，為什麼如此明亮？

奧戴爾認為，這些亮斑很可能是由恆星周圍的氣體和塵埃結合而成的行星系統。如果真是這樣，這一發現將有助於人類證實：宇宙中是否有其他生命存在。眾所周知，只有當行星擁有合適的密度、溫度、適合DNA生長繁殖的環境，才可能有生命存在。

修復後的哈博天文望遠鏡功不可沒。伽里略的望遠鏡證實了地球圍繞太陽公轉，而這個天才的裝置卻能夠讓我們凝視更加深遠的太空。

奧戴爾得到了哈博最新的觀象結果，這一次沒有任何人造器物，也沒有任何疑點。“我們看到了獵戶星雲的真實面目，還有意想不到的收穫。”

歷史

雖然它為肉眼所見，可是在望遠鏡出現之前沒有文獻記錄它的存在。儘管如此，該星雲中最明亮的一些恆星還是被早期的天文學家當作一顆5等星而記錄下來，如托勒密、第谷·布拉赫和約翰·巴耶（Johann Bayer）。

獵戶座大星雲首先被法國律師Nicholas-Claude Fabri de Peiresc在1610年以望遠鏡發現。其後一些天文學家獨立地發現這個星雲，包括基士揚·惠更斯在1656年的那次發現。查爾斯·梅西耶首先在1769年記錄它和四合星中的三星。它被記錄在1774年出版的梅西耶天體列表第一版。由於它是梅西耶發現的第42個深空天體，因此它又稱M42。

在1880年9月30日，美國天文學家亨利·德雷伯拍攝了首張M42的照片。在1993年哈勃望遠鏡首次觀測M42。之後M42成為哈勃望遠鏡的慣常觀測對象，照片更被用作製成3D模型。

星雲星團

獵戶座星雲是獵戶星協的核心，在星雲的附近有許多恆星組成一個銀河星團，稱為獵戶座星雲星團，著名的“獵戶座四邊形”聚星就位於星雲之中。在獵戶座星雲星團和獵戶座四邊形中，有許多表面溫度高達幾萬度的O型和早B型的熱星，它們發出的強烈的紫外輻射使星雲受到激發而產生輻射，因此星雲的光譜主要是發射線。射電觀測發現獵戶座星雲以每秒 8公里的速度離開獵戶座星雲星團。

星座景象

星雲圖釋

獵戶(Orion)的鑽石腰帶上鑲嵌著三顆璀璨的恆星，它們排列完美、間隔整齊；腰帶的下方，兩顆稍稍偏黯的恆星是他的劍鞘上的寶石；右掖隱現的是，獵戶星雲的一等星Betelgeuse，是顆龐大紅色恆星，比太陽大20倍。

Betelgeuse北面6顆小恆星勾勒出巨人的棍棒；明亮而遙遠的Rigel，在獵戶的左膝之上；右膝上的恆星叫做Saiph；Bellatrix, 停靠在他的左肩；一片成半圓形的恆星在左臂邊伸展開來，那時獵戶手擒是獵獸。

在清晰的觀象圖片上，奧戴爾驚訝的發現，在獵戶星雲中心的一小部分，竟然有110顆恆星！另一片薄餅狀的雲霧周圍，環繞著56顆恆星，這就是過去的圖象中那些令人迷惑的斑點。奧戴爾猜測，星雲中一定還有更多的恆星，因為比周圍其他的恆星黯淡，所以逃過了天文望遠鏡的敏銳視線。

不管對星雲有何種解釋，無容置疑，蘊涵其中的恆星與其他恆星是萬物之源。無論是獵戶星雲中的氣體分子，還是太陽系的行星，還是我們後院的樹木，恆星是創造和維持它們的本源。

和人類一樣，恆星也有出生、成熟、衰老和死亡。到底是什麼引發了恆星的誕生，尚且是個謎，但可以肯定是，引力在其中扮演了重要角色。

當星雲中的一團氣體，由於某些原因，密度相對其周圍的物質越來越大，氣團將最終萎縮，因為它自身的引力超過了周圍的物質引力。當氣團繼續被自身的引力所凝聚，它的密度愈加稠密，中心開始發熱。

待到中心到達一定的密度和溫度，發生核融合。一顆新的恆星誕生了，這是一個氫原子熔爐，圍繞著氣體塵埃織成的氦雲層。奧戴爾和其他天文學家始終認為，這片旋轉的、如蠶繭般是氦雲層，是形成行星的原材料，它最終會消散，顯露出明亮的恆星。

恆星的顏色取決於它的溫度。Betelgeuse, 獵戶星雲的一等星，閃爍著紅色的光暈，它屬於低溫恆星，只有3,000℃。我們的太陽，燃燒著微黃的火焰，溫度為5,000℃。一些熾熱巨大的恆星，例如獵戶中的Rigel，呈藍白色，溫度高達10,000℃。高溫的恆星迅速地消耗能量，將氫轉化為氦。及至衰老的階段，恆星的成分由氦轉變為碳，再由碳轉化為鐵。它的顏色逐漸泛紅，體形龐大，年老而浮腫的Betelgeuse就處於這個階段。當核熔爐熄滅，恆星引力導致了自身的萎縮。這種突然的收縮勢必引起釋放能量的大爆炸，或超新星的誕生－－毫無疑問，這個命運也會降臨在Betelgeuse身上。

大爆炸發生時，如果周圍有氣體和塵埃雲團，震動波會壓縮雲團中的一部分。氣團的密度加大，又一個恆星循環開始了。

在銀河系螺旋型的懷抱中，沒有那一片星雲象獵戶這般生機勃勃。儘管它距地球有1,500光年之遙（一光年相當於6萬億英里），在冬日的夜空它清晰可見。

1610年，伽里略的望遠鏡對準了帕多瓦窗外的獵戶星群，可不知道為什麼，他卻忽略了星雲。同年，法國律師佩瑞斯卡首次發現了獵戶星雲。他是個業餘天文愛好者，有趣的是，他用的竟然是伽里略贈送的望遠鏡。星雲在望遠鏡中泛著珍珠灰色。我們的眼睛只能分辨出這片星雲中最明亮的部分，看起來的確色彩乏味。在我們看不到的邊緣，卻是被飄散的氦和氫渲染的燦爛的紅色。

星雲的主要成分是氫，也有氦、碳、氮和氧。其中還有10幾種不同的分子，包括水和一氧化碳，這些都是製造恆星的原料。

星雲的分布狀況很不規則。灼熱的恆星強烈的紫外線輻射，促使星雲擴張。分子雲層在星雲物質稀薄的地區擴散迅速，這與草原野火的蔓延是一個道理，野火在草稀少地區能夠立刻蔓延，而在灌木樹叢卻燃燒減緩。

年輕的獵戶星雲，就象是一個恆星製造廠，再現了太陽系形成初期的孕育過程。獵戶星雲中大部分恆星的年齡在30萬年到100萬年之間，而我們的太陽已經有45億年的高齡，相比之下，這些恆星簡直就是初學走路的孩子。

星雲中間有4顆巨大灼熱的恆星，形成梯形排列，這裡就是恆星工廠搏動的心臟。其中最大的一顆Theta 1 C，體積是太陽的20倍，亮度約為太陽的10萬倍，它獨自就能照亮整個星雲。4顆恆星的年齡可能還不到100萬年，它們強大的紫外線輻射，將周圍的星雲物質幻化得如彩虹般絢麗。

梯形心臟的四周，點綴著上千顆小恆星。星雲中蘊涵的豐富物質，造就了這個銀河系中最稠密擁擠的星群。

截止1995年的春天，科學家先後4次利用哈博望遠鏡對獵戶星雲進行觀測，共辨認出15個不同區域。奧戴爾花費了幾個星期的時間，在計算機上將哈博的觀圖拼合，製作出一張完整的獵戶星雲分布圖。

圖象中，明亮的氣團邊緣是弧形的雲峰。這是獵戶星雲的最後一個謎題。雲峰地帶動盪、混亂，星雲物質在這裡以超音波的速度飛移。

天文學家認為，雲峰是恆星形成初期的邊緣部分，被中心湧出的氣流不斷向外推進。他們由形成恆星的原始氣團中的磁性部分形成。當引力使氣團收縮，磁力部分也隨之壓縮，不過壓縮有一定限度。當它達到這個限度時，磁性能量消散，促使氣體粒子沿著自身的路徑高速運動。磁性能量最先噴涌而出的地方是磁極。因此通過觀測噴射能夠發現新恆星的磁極。

新恆星周圍的外太空氣體和塵埃，稱作原始行星層，它為行星的誕生提供了有力證據。

之所以稱之為“原始行星層”，是因為這裡有形成行星的必要成分。行星層正是我們解開行星形成之謎的重要環節。

原始行星層的概念，證實了天文學家肯茨在1755年所做的假設：行星形成於氣體雲層，當星雲物質塌陷進密度厚重的核心，就逐漸孕育成一顆新的恆星。剩餘的星雲物質旋轉於恆星周圍，演化為行星。

大部分原始行星層是扁平的，而非球狀。這是由於行星孕育過程中，雲層旋轉的速度將它扯平。有些行星層看上去呈圓形，可能與觀測的角度有關，不同角度呈現不同形狀。另一些行星層，被梯形星群強勁的恆星風，吹得偏向一側，猶如一顆淚滴。

一些原始行星層，比我們的太陽系大得多。科學家觀測到的一個黑色行星層的直徑是太陽系的7.5倍，而它中心一顆紅色的恆星只有太陽的1/3大小。

科學家曾認為只有巨大的星群才是恆星的發源地，在那裡，恆星以千為計量單位，仿佛是批量生產出來的。然而，天文學家用紅外線儀器，觀測到獵戶星雲南部的一塊小雲團，產生的星群僅有10-50顆。這或許才是銀河系中大多數恆星的誕生方式。

幾乎所有的恆星外都存在原始行星層，充斥著氣體和塵埃。當這些恆星飄離他們的出生地，就有可能形成與太陽類似的星系。我們仍無法證實宇宙中是否另有生命存在，浩瀚的太空，深邃的銀河，仿佛隱藏著無數的奧秘，對於微不足道的人類，探索無止盡。

星座景觀

哈勃太空望遠鏡拍攝的獵戶座星雲全景照片

獵戶座大星雲是獵戶座中的一個有發射線的明亮瀰漫星雲，在獵戶座佩劍中部，人的肉眼剛好可以看見。該星雲與一個恆星形成區相連，被它所含的年輕恆星照亮，在天文照片上顯得十分壯觀。獵戶座大星雲也是辨認獵戶座的指標之一；獵戶座大星雲是天文攝影愛好者和天文台的大望遠鏡最主要的拍攝對象之一。在1880年9月30日，亨利．德雷珀已曝光15分鐘成功拍攝到獵戶座四合星旁的星雲，用廣角鏡頭相機固定曝光五分鐘已能拍攝到整個獵戶座和獵戶座大星雲的粉紅色光芒。

星雲中央的四合星更是研究恆星誕生的觀測、研究的目標之一，而拍攝旁邊的星雲的細緻度也是考驗天文攝影、望遠鏡解析度和後期處理功夫的對象。

初見星雲

獵戶座大星雲首先被法國律師Nicholas-Claude Fabri de Peiresc在1610年以望遠鏡發現。其後一些天文學家獨立地發現這個星雲，包括基士揚．惠更斯在1656年的那次發現。查爾斯·梅西耶首先在1769年記錄它和四合星中的三星。它被記錄在1774年出版的梅西耶天體列表第一版。由於它是梅西耶發現的第42個深空天體，因此它又稱M42。

星雲觀賞

我們只要有一副雙筒望遠鏡或小望遠鏡就可以看到M42。若環境理想，以裝上廣角鏡頭的相機進行五分鐘的曝光已能拍攝到整個獵戶座和獵戶座大星雲的粉紅色光芒。而拍攝旁邊星雲的細緻度也是考驗天文攝影、望遠鏡解析度和後期處理功夫的對象。

透過普通雙筒望遠鏡看獵戶座大星雲，已像一頭展翅飛翔的火鳥，故亦有“火鳥星雲”的稱號，但不常用

漸受關注

在1880年9月30日，美國天文學家亨利．德雷珀拍攝了首張M42的照片。在1993年哈勃望遠鏡首次觀測M42。之後M42成為哈勃望遠鏡的慣常觀測對象，照片更被用作製成3D模型。

星座特點

獵戶座星雲離地球大約400秒差距（約1500光年），是幾乎覆蓋了獵戶座勾畫出來的整個天空區域的一個巨分子雲的一部分。該星雲的一些最稠密部分吸收可見光，只能用紅外或射電方法觀測到，這些稠密區域包括與恆星誕生有關的熱斑。星雲中有一些恆星，其年齡只有100萬年，它們發出強烈的紫外輻射，正是這些輻射被星雲中的氣體吸收後，並以可見光的形式再輻射出來，從而使星雲明亮。星雲的發光部分是一個電離區。

獵戶座星雲是一個X射線源，含有一些赫比格·阿羅天體、一個脈射源和若干金牛座T型星。由於它離我們很近，獵戶座星雲是人類研究得最徹底的天體之一。

星雲全景照

哈勃太空望遠鏡曾拍攝到了迄今為止最清晰的獵戶座星雲全景照片。這張照片不僅顯示出大量恆星的誕生，也包含有罕見的褐矮星。獵戶座星雲是銀河系內最近的恆星誕生地，包含有數以千計的新生恆星、以及孕育恆星的柱狀星際塵雲，長期以來一直是天文學家觀測的“熱點地區”。美國太空望遠鏡科學研究所和歐洲航天局的科學家們，從2004年至2005年間用“哈勃”太空望遠鏡上搭載的先進測繪照相機等設備觀測獵戶座星雲，並於獲得了解析度最高的星雲全景照片。透過普通雙筒望遠鏡看獵戶座大星雲，已像一頭展翅飛翔的火鳥，故亦有“火鳥星雲”“火焰星雲”的稱號，但不常用。獵戶座星雲是離我們最近的恆星誕生區。哈勃拍攝到了獵戶座星雲內部最劇烈的場景，我們可看到其內部充滿了渾濁氣體和塵埃，許多星球正不斷地形成。

漂流在獵戶座星雲恆星育星室內、尚處在形成階段的LL星，發出了比我們中年太陽要強烈得多的恆星風。隨著高速恆星風衝撞緩緩流動的雲氣，就形成了震波前緣，此種結構類似船行經水面所形成的舷波或飛機超音速飛行的震波。影像中左上方的優雅小型弧狀結構，就是LL星所造成的震波，其大小約為半光年。較慢速的雲氣，則是自獵戶座星雲中心的熾熱四合星群 (the Trapezium；影像左上角之外)向外泛流的物質。在三維空間裡，獵戶座LL星彎曲的震波前緣，形似一個碗，因我們側視才顯得很明亮。

獵戶座

天體組成

獵戶座星雲是一個非常年輕的天體，那裡不但有許多年輕的恆星，而且還有許多星前天體。如1966年在獵戶座星雲中發現黑體溫度只有600K的紅外星，它可能是一個處於引力收縮中的原恆星,估計半徑為8個天文單位,質量為6M傲（見BN天體）。不久，在離這個紅外星不遠的地方又發現一個黑體溫度只有70K的紅外星雲，它的角徑大於30〃，質量可能為102～103M傲。（見KL源）；後來在這些紅外天體附近又發現了羥基和水分子輻射源（見天體微波激射源）。此外，在獵戶座星雲中還發現有一些球狀體，它們的質量約為1M傲，溫度為10K左右，這也是處於引力收縮階段的原恆星。幾年前已觀測到來自獵戶座大星雲的X射線。