基本介紹
- 中文名：啞鈴星雲
- 外文名：Dumbbell Nebula
- 別稱：M27,NGC 6853
- 分類：行星狀星雲
- 星座：狐狸座
- 赤經：19h59m36.379s
- 赤緯：+22d43m15.75s
- 距地距離：1360光年
- 視星等：7.5
- 視直徑：8.0'×5.6'
- 半徑：1.44光年
- 發現者：查爾斯·梅西耶
- 發現時間：1764.7.12
- 特點：中心是目前已知半徑最大的白矮星
簡介,形象介紹,演化過程,結構,結點,中心恆星,
簡介
在全天的行星狀星雲中，狐狸座啞鈴星雲無疑是最美麗的一個，它列於梅西耶星團星雲星表的第27位，故又稱M27星雲。在行星狀星雲中它並不是最大的，也不是最亮的。由於較大的行星狀星雲均比較暗，而最亮的行星狀星雲又很小，因此狐狸座的啞鈴星雲就成為最容易觀測的行星狀星雲了。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：一個沒有恆星的雲霧狀天體，用3.5 英寸的望遠鏡很容易觀測到它，外形呈卵形，其中沒有任何恆星……。現在時不再來，行星狀星雲一般都有一核心恆星，M27的核心恆星是一顆12等的恆星，這顆恆星具有連續光譜，即光譜中沒有亮譜線和暗譜線。在光譜的不同波段拍攝的星雲照片顯示出，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 具有非常複雜的層理形式。
啞鈴星雲(M27)
啞鈴星雲(M27)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，認為狐狸座啞鈴星雲的結構是很複雜的，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《氣體星雲》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雲一樣，M27 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年前發生的一次超新星爆發所形成的。
形象介紹
狐狸座啞鈴星雲是個很美麗的天體。很明亮，視星等為7.6 等。在滿布恆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，因此被稱為啞鈴星雲。用口徑6 英寸的望遠鏡觀看，顯得非常清晰動人。
啞鈴星雲
啞鈴星雲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裡有幾顆和星雲並無物理聯繫的暗星。那顆12等的核星是很難辨認出來的。另外，在啞鈴星雲以北25′處，僅有一顆5 等星，它就是狐狸座14星。
很有可能，星雲的主體（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。沿著垂直於這個平面的軸線，氣體膨脹明顯迅速得多，形成了較低表面亮度的蝴蝶“翅膀”。
儘管星雲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"），這個星雲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恆星在它仍處於紅巨星的演化階段時，以星風的形式拋射出來的。今天的中央恆星亮度為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裡，逐漸冷卻下來。
對行星狀星雲來說，習以為常的是，M76的視星等（Don Machholz個人估計為9.6，Hynes為10.1；筆者認為這很接近於自己的感覺）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。
對行星狀星雲來說，並非不同尋常的是，它的距離了解得較少，估計介於1,700和15,000光年之間（後者來自於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於0.34x0.72和3.1x6.4光年之間，而翅膀的範圍介於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。行星狀星雲M76是由Pierre Méchain在1780年9月5日發現的，他將它報告給Charles Messier，後者在1780年10月21日對其進行了觀測，測定了它的位置，並且將它加入了他的星表。儘管Méchain發現它是一個不含恆星的星雲，但Messier認為它是由小恆星和些許星雲物質所組成的，這大概是受到了前景或背景恆星的欺騙。
Rosse爵士錯誤地懷疑自己已經檢測到這個星雲中的一些旋臂結構。1866年，William Huggins，光譜學的先驅，發現它的光譜是氣體光譜，顯示出氰的譜線。天體攝影先驅Isaac Roberts發現，這並不是一對星雲，而是一個單獨的星雲，並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雲。
地球上觀測啞鈴星雲
地球上觀測啞鈴星雲啞鈴星雲是較暗的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雲，由兩個相互接觸的子星雲所組成。這個假說是由William Herschel提出的，他在1787年11月12日，將“第二個子星雲”編號為H I.193。NGC 651是星雲的東北部分。
演化過程
啞鈴星雲是一顆年老恆星拋出其外部氣體包層而形成的行星狀星雲，距離我們1200光年。這個星雲又被稱為M27，是法國天文學家查爾斯·梅西耶於1764年發現的，它也是最早被發現的行星狀星雲。
哈勃空間望遠鏡的這張照片向我們展示了啞鈴星雲中大量的氣體結，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恆星的手指；另一些則是電離的氣體雲，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。
星雲中熱的（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恆星的演化，逐漸從中央恆星向外推移。在啞鈴星雲中，天文學家發現熱氣體經過之後不久，就有氣體結開始形成了。
在啞鈴星雲的演化過程中，這些氣體和塵埃結可能是呈中性的。在形成的早期階段，氣體結會隨著星雲的膨脹而改變形狀。在其他演化到同一階段的行星狀星雲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雲（愛斯基摩星雲（NGC 2392）和視網膜星雲（IC 4406）中都能看到這些氣體結。在這些近距離的行星狀星雲中發現這些氣體結，天文學家推測氣體結可能是所有行星狀星雲普遍擁有的一種特徵結構。
結構
啞鈴星雲外型類似類球面，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，決定出啞鈴星雲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雲的半短軸為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雲一樣，啞鈴星雲也擁有結點。它的中心由黑暗的物質與明亮的結點所組成，這些結點並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。就像螺旋星雲與愛斯基摩星雲一樣，結點前的所產生的光亮是因為局部光游離的緣故。
