啞鈴星云是位于狐貍座的一個行星狀星云,又叫M27或NGC 6853。它因外形酷似啞鈴而得名。啞鈴星云也是最早被人類發現的行星狀星云,它于1764年被法國天文學家查爾斯·梅西耶所發現。
啞鈴星云距離地球約1360光年,視星等為7.5等,直徑約為8角分,赤經是19h59M36379s,赤緯是+22d43m15.75s 。
對于使用小型望遠鏡或雙目望遠鏡的觀測者,這可能是最理想的行星狀星云目標。啞鈴星云也是業余天文學一個受觀迎的觀測目標。
星云介紹
在全天的行星狀星云中,狐貍座啞鈴星云無疑是最美麗的一個,它列于梅西耶星團星云星表的第27位,故又稱M27星云。在行星狀星云中它并不是最大的,也不是最亮的。由于較大的行星狀涅布拉均比較暗,而最亮的行星狀星云又很小,因此狐貍座的啞鈴星云就成為最容易觀測的行星狀星云了。在天箭座γ星以北3°處很容易找到 M27。甚至用小望遠鏡都可以一下子辨認出來。
1764年7月12日法國天文學家梅西耶首次觀測到它時這樣記述:一個沒有恒星的南岳云霧茶狀天河體育中心,用3.5英寸的望遠鏡很容易觀測到它,外形呈卵形,其中沒有任何恒星……。現在時不再來,行星狀星云一般都有一核心恒星,HK M27自動步槍的核心恒星是一顆12等的恒星,這顆恒星具有連續光譜,即光譜中沒有亮譜線和暗譜線。在光譜的不同波段拍攝的涅布拉照片顯示出,有的情形下它有顆粒狀結構,在另外的情形下可看到它有細的纖維狀結構。這似乎表明,M27具有非常復雜的層理形式。
1937年原蘇聯天體物理學家沃隆佐夫——維利亞米諾夫和克拉默提出一種看法,認為狐貍座啞鈴星云的結構是很復雜的,不能用一種單一的理論模型來解釋。美國天體物理學家L·H·阿勒在他的所寫的《氣體星云》一書中這樣寫道:“用大型望遠鏡所進行的一系列觀測結果更加證實了上述論斷。”和許多別的行星狀星云一樣,HK M27自動步槍也在膨脹,膨脹速率為每百年約6″.4。由此推斷M27是在大約3000-4000年前發生的一次Supernova爆發所形成的。
形象介紹
狐貍座啞鈴星云是個很美麗的天體。很明亮,視星等為7.6等。在滿布恒星的星空背景中仍顯得很突出,它的形狀象兩個圓錐頂對頂對接起來的啞鈴,因此被稱為啞鈴星云。用口徑6英寸的望遠鏡觀看,顯得非常清晰動人。
當用更大的望遠鏡觀測時,能夠看到柔和的藍綠色的光暈包圍在“啞鈴”的周圍。用大望遠鏡照相觀測表明,光暈的長軸方向的方位角為125°,12等的核星很明顯地靠近啞鈴形的西邊緣,不過,天文學家維波注意到那里有幾顆和NGC 2736并無物理聯系的暗星。那顆12等的核星是很難辨認出來的。另外,在啞鈴星云以北25′處,僅有一顆5等星,它就是狐貍座14星。
很有可能,星云的主體(亮棒,或者木塞)是一個明亮的、略呈橢圓的環,我們是從側面看見這個環,與它的赤道平面只偏差了幾度。這個環似乎在以大約42公里/秒的速度膨脹著。沿著垂直于這個平面的軸線,氣體膨脹明顯迅速得多,形成了較低表面亮度的蝴蝶“翅膀”。
盡管星云的明亮部分直徑約為65角秒(更精確地說,‘木塞’約為42x87",‘翅膀’為157x87"),這個星云還被一個暗淡的暈所包圍著,它覆蓋了一片直徑290角秒的區域(Millikan,1974);這些物質大概是中央恒星在它仍處于紅巨星的演化階段時,以星風的形式拋射出來的。今天的中央恒星亮度為16.6等,溫度高達大約60,000K,它可能將會像一顆白矮星那樣,在未來的數百億年時間里,逐漸冷卻下來。
對行星狀星云來說,習以為常的是,M76的視星等(Don Machholz個人估計為9.6,Hynes為10.1;筆者認為這很接近于自己的感覺)要比照相星等(大多數數據來源都一致認為是12.2等)明亮得多。這是因為大多數可見光都集中在一條譜線上,即二次電離氧的綠色5007埃禁忌譜線O III。
對行星狀星云來說,并非不同尋常的是,它的距離了解得較少,估計介于1,700和15,000光年之間(后者來自于Kaufmann的《Universe》;Kenneth Glyn Jones給出的數值是8,200)。因此,木塞的真實大小也介于0.34x0.72和3.1x6.4光年之間,而翅膀的范圍介于1.3和11.3光年之間,暗暈則延伸到2.4和21光年之間。(我們3400光年的距離對應的大小分別為0.68x1.44、2.6和4.8光年,而根據Kenneth Glyn Jones的距離數值,木塞為1.7x3.5,翅膀為6.2,暗暈則為11.5光年)。由Pierre Méchain在1780發現。行星狀星云M76是由Pierre Méchain在1780年9月5日發現的,他將它報告給Charles Messier,后者在1780年10月21日對其進行了觀測,測定了它的位置,并且將它加入了他的星表。盡管Méchain發現它是一個不含恒星的星云,但Messier認為它是由小恒星和些許星云物質所組成的,這大概是受到了前景或背景恒星的欺騙。
Rosse爵士錯誤地懷疑自己已經檢測到這個星云中的一些旋臂結構。1866年,William Huggins,光譜學的先驅,發現它的光譜是氣體光譜,顯示出的譜線。天體攝影先驅Isaac Roberts發現,這并不是一對星云,而是一個單獨的星云,并且第一次懷疑它是一個從側面看到的寬邊環狀物。1918年,Heber D. Curtis首次正確地將它歸類為一個行星狀星云。
啞鈴星云是較暗的Messier天體之一。它被賦與了兩個NGC編號,因為它曾被懷疑是一個雙星云,由兩個相互接觸的子星云所組成。這個假說是由William Herschel提出的,他在1787年11月12日,將“第二個子星云”編號為H I.193。NGC 651是星云的東北部分。
演化過程
啞鈴星云是一顆年老恒星拋出其外部氣體包層而形成的行星狀星云,距離我們1200光年。這個星云又被稱為M27,是法國天文學家查爾斯·梅西耶于1764年發現的,它也是最早被發現的行星狀星云。
哈勃空間望遠鏡的這張照片向我們展示了啞鈴星云中大量的氣體結,而且這些氣體結的形狀十分的多變。照片左上角的一些看上去像是指向中央恒星的手指;另一些則是電離的氣體云,有的呈現出線條狀,有的則沒有。這些氣體結的大小通常在170-560億千米,差不多是太陽到冥王星距離的好幾倍。每一個氣體結質量差不多和3個地球質量相當。
星云中熱的(電離的)氣體和冷的(中性的)氣體之間的相互作用形成了這些氣體結。這個有溫差的區域會隨著恒星的演化,逐漸從中央恒星向外推移。在啞鈴星云中,天文學家發現熱氣體經過之后不久,就有氣體結開始形成了。
在啞鈴星云的演化過程中,這些氣體和塵埃結可能是呈中性的。在形成的早期階段,氣體結會隨著星云的膨脹而改變形狀。在其他演化到同一階段的行星狀星云中也發現了類似的氣體結。在哈勃空間望遠鏡所拍攝的環狀星云(愛斯基摩星云(NGC 2392)和視網膜星云(IC 4406)中都能看到這些氣體結。在這些近距離的行星狀星云中發現這些氣體結,天文學家推測氣體結可能是所有行星狀星云普遍擁有的一種特征結構。
星云結構
啞鈴星云外型類似類球面,且因為酷似啞鈴而得名。Moreno-Corral小組在1992年計算了它的膨脹率,發現每個世紀的膨脹率不會超過2″.3。根據這個結果,決定出啞鈴星云的年齡上限不會超過14,600年。Bohuski、史密斯與韋德曼等人在1970年發現它的膨脹速度為每秒31公里。從這個數據可以得知啞鈴星云的半短軸為1.01?0.11光年,這也暗示著它的年齡為9,800?1,100年。
結點
就像其他距離較近的行星狀星云一樣,啞鈴星云也擁有結點。它的中心由黑暗的物質與明亮的結點所組成,這些結點并且連結著黑色的尾巴。這些結點較常以對稱的黑尾的模樣出現,而不是不規則的。就像螺旋星云與愛斯基摩星云一樣,結點前的所產生的光亮是因為局部光游離的緣故。
中心恒星
啞鈴星云的中心恒星是一顆白矮星,半徑約為0.055±0.02R☉,也是目前已知最大的白矮星。科學家Napiwotzki在1999年則估計這個白矮星的質量是0.56±0.01M☉.。
觀測指南
M27位于的狐貍座位于天箭座和天鵝座之間,天箭座又與天鷹座相鄰。M27的大致位置在夏季大三角中天津四和河鼓二(牛郎星)的連線上,天箭座γ以北約3°的位置,夏秋季節都是觀測M27的好時間。M27本身較亮,但肉眼仍不可見,適合使用雙目望遠鏡或小型天文望遠鏡觀測。
參考資料 >
1分鐘,在望遠鏡中欣賞啞鈴星云,它距離我們1400光年_鳳凰網視頻_鳳凰網.鳳凰網.2021-12-20