銀河星雲中主要由氣體組成的亮星雲﹐包括行星狀星雲和發射星雲等。在二十世紀六十年代﹐對行星狀星雲進行紅外觀測﹐發現在這些一向被認為是完全由氣體組成的星雲中﹐也存在著相當數量的塵埃物質。星雲（源自拉丁文的：nebulae或nebulæ，與ligature或nebulas，意思就是“雲”）是塵埃、氫氣、氦氣、和其他電離氣體聚集的星際雲。
基本介紹
- 中文名：氣體星雲
- 外文名：gaseous nebula; gas nebula
- 本質：塵埃物質和氣體
- 平均壽命：30000年左右
- 領域：天文學
- 概述：由氣體組成的亮星雲
簡介,形成,行星狀星雲,平均壽命,質量,
簡介
經過進一步的研究表明﹐這些塵埃物質和氣體一樣﹐都是在星雲形成的初期就已經存在的。在氣體星雲中﹐有不可忽視的塵埃微粒﹐只是比其他星雲稀少一些。銀河系中的瀰漫氣體星雲大部分集中在銀道面附近﹐平均銀緯約2°﹐屬於扁平子系(見銀河系子系)。它們的質量﹐從太陽質量的幾分之一到幾千倍﹐但大部分為太陽質量的十倍左右。氣體星雲都具有發射光譜。瀰漫氣體星雲照明星的溫度一般低於行星狀星雲中心星的溫度﹐所以瀰漫氣體星雲的激發度也低於行星狀星雲。光譜中最強的譜線是氫的巴耳末 (Hα)線和一次電離氧(OⅡ)的禁線。由於紅光的穿透力較強﹐所以瀰漫氣體星雲光譜中氫原子的Hα 線很強。因此對暗弱星雲的照相觀測﹐一般都採用只透過強發射線(如Hα)的窄帶濾光片和紅敏底片進行長時間露光。很多暗弱的電離氫區都是採用這種方法發現的。最亮的氣體星雲是獵戶座大星雲(M42)﹔最大的氣體星雲是南天的古姆(Gum)星雲﹐它的角直徑為30°﹔最美麗的氣體星雲是天鵝座的網狀星雲 (NGC6960)。在許多河外星系中﹐特別是在旋渦星系的旋臂中﹐也觀測到有大量的氣體星雲。
形成
許多星雲或恆星都是在引力坍縮的星際介質氣體或ISM中形成的。當物質因為本身的重量而坍縮時，在中心可能會形成大質量的恆星，而且它們的紫外線輻射會造成周圍的氣體電離，使它們發射出可見光的波長。玫瑰星雲和鵜鶘星雲就是這種星雲的例子。這些星雲的小，就是所謂的電離氫區，會依據原來分子雲的大小而有所不同。它們位於恆星誕生區，而形成的恆星經常是所知的那些年輕、鬆散的集團。
有些星雲的形成是大質量、生命短暫的恆星發生超新星爆炸的結果。從超新星爆炸拋射出來的物質是被高能量電離的，而且它還會產生緻密物質。在這之中，金牛座的蟹狀星雲就是最著名的例子。這個超新星事件發生在公元1054年，所以被標記為SN 1054，被創造的緻密物質就是位於蟹狀星雲中心的中子星。
另一種可能形成的星雲是行星狀星雲，這是低質量恆星生命的最後階段，像是地球的太陽。質量上限大約是8-10倍太陽質量的恆星，會演化成為紅巨星，並且外層的大氣層在脹縮時，會以緩慢的速率流失質量。當恆星失去了足夠的物質之後，它表面的溫度會升高，而且它發射出的紫外線會使早先被拋出而環繞在周圍的氣體被電離。這種星雲的97%是氫，3%是氦，其餘的則是微量但可偵測到的物質。在這一階段的主要功能是完成平衡。
行星狀星雲
行星狀星雲是指外形呈圓盤狀或環狀的並且帶有暗弱延伸視面的星雲，屬於發射星雲的一種。在望遠鏡中看去，它具有像天王星和海王星那樣略帶綠色而有明晰邊緣的圓面。1777年，F. W. Herschel發現這類天體後，稱它們為行星狀星雲。用大望遠鏡觀察顯示出行星狀星雲有纖維、斑點、氣流和小弧等複雜結構。它們主要分布在銀道面附近，受到星際消光的影響，大量的行星狀星雲被暗星雲遮蔽而難以觀測，其中央部分有一個很小的核心，是溫度很高的中心星。行星狀星雲的氣殼在膨脹，速度為每秒10公里到50公里。其化學組成和恆星差不多，質量一般在0.1到1個太陽質量之間，密度在每立方厘米100到10，000個原子[離子]之間，溫度為6000K到10000K，中心星的溫度高達30000K以上。
行星狀星雲是低質量漸近巨星分支的恆星轉化成白矮星時，從外殼拋出的氣體形成的星雲。這些星雲發射出的光譜類似於在恆星形成區域發現的星雲所發出的光譜。從物理角度，因為多數的氫都是電離的，因此它們是HII區。但是，行星狀星雲的密度比恆星形成區的星雲更高和更緊密。它們被稱為行星狀星雲是因為天文學家初次看見這些天體時，認為這些星雲像是行星的盤面，雖然它們與行星沒有任何關聯。相信我們的太陽在誕生120億年後會成為其中的一員。
平均壽命
行星狀星雲的壽命平均約為30000左右。這類星雲出現，象徵著恆星已到晚年。在銀河系存在期間[大約10--100億年]，將近有10億到 100億個恆星，經歷過行星狀星雲階段。因此，這種天體很可能是一種普遍存在的天體。銀河系中大部分恆星，很可能都要經過行星狀星雲而後才"死亡"。根據太陽附近的分布密度(約每千立方秒差距三十到五十個)估計，整個銀河系中應該有四五萬個，現在觀測到的只是其中很小的一部分。
行星狀星雲呈圓形、扁圓形或環形，有些與大行星很相像，因而得名。這類星雲與瀰漫星雲在性質上完全不同，它們是如太陽差不多質量的恆星演化到晚期，核反應停止後，走向死亡時的產物。這類星雲的體積在膨脹之中，最後趨於消散。在行星狀星雲的中央，都有一顆高溫恆星，稱為行星狀星雲的中央星。這是正在演化成白矮星的恆星。
質量
行星狀星雲的質量在十分之一到一個太陽質量之間，星雲中的密度在每立方厘米100-10,000個原子(離子)之間。行星狀星雲的中心星都是溫度很高的(大於等於30000K)，星雲吸收它發出的強紫外輻射通過級聯躍遷過程轉化為可見光。行星狀星雲象徵著一顆恆星到了晚年，估計行星狀星雲的壽命平均為三萬年左右，星雲氣體逐漸擴散消失於星際空間，僅留下一個中央白矮星。
行星狀星雲實質上是一些垂死的恆星拋出的塵埃和氣體殼。質量小於太陽十倍的恆星在其演化的末期，因其核心的氦燃料耗盡，會將其物質外殼拋向宇宙空間。行星狀星雲的直徑一般在一光年左右。
