第80章 暗星云-《宇宙地球人类三篇》

  暗星云(dark Neb)是星际介质中的一类特殊天体,主要由星际尘埃和分子气体(如氢分子h?、一氧化碳co等)组成,它们因尘埃对背景光的吸收和散射而呈现出明显的暗区特征。以下是关于暗星云的详细分类和典型例子:

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  1. 按形态分类

  (1) 孤立暗星云

  典型代表

  LdN 1774(蛇夫座暗云)

  位于蛇夫座,距离约500光年,呈不规则斑块状,内部正孕育低质量原恒星,是研究恒星早期形成的理想目标。

  LdN 483(天龙座暗云)

  覆盖约2光年区域,已观测到红外源,显示存在年轻恒星天体(YSo)。

  特点

  结构紧凑,通常与背景星云或发射区域形成鲜明对比,适合研究尘埃特性与分子形成。

  (2) 纤维状暗星云

  典型代表

  LdN 1689(蛇夫座p云复合体)

  呈现细长纤维结构,多支纤维交叉,长度可达10光年以上。

  LdN 1506(猎户座暗纤维)

  尘埃柱密度极高(Av>20),内部存在亚毫米波探测的致密核心。

  特点

  受磁场和湍流共同调控,常与恒星形成活动关联。

  (3) 复合暗星云系统

  典型代表

  LdN 134-204(天鹅座暗云带)

  横跨数十光年,包含多个亚结构,是银河系北半球显着暗区之一。

  LdN 1014(天鹰座暗云)

  内部发现极低光度原恒星,挑战传统恒星形成模型。

  特点

  通常为巨型分子云(Gmc)的一部分,动力学过程复杂。

  (4) 球状暗星云(bok球状体)

  典型代表

  LdN 1621(猎户座b133)

  直径约0.3光年,密度高达10? cm?3,是研究孤立坍缩的经典案例。

  barnard 68(蛇夫座)

  距离约150光年,几乎完全遮挡背景星光,被ALmA揭示其内部分层结构。

  特点

  小而密集,可能为未来低质量恒星或褐矮星的前身。

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  2. 按物理特性分类

  (1) 宁静暗星云

  典型代表

  LdN 1780(蛇夫座暗云)

  尘埃温度≈15 K,无明显恒星形成活动。

  LdN 988(天鹅座)

  通过赫歇尔卫星观测发现冷却速率异常。

  特点

  缺乏内部能源,化学组成较原始,适合研究星际介质本底状态。

  (2) 活跃暗星云

  典型代表

  LdN 1551(金牛座)

  内部含多颗ss I原恒星,外流活动剧烈。

  LdN 1157(天鹅座)

  因hh天体(赫比格-阿罗天体)喷流而着名。

  特点

  存在年轻恒星驱动的激波和电离前沿,动力学复杂度高。

  (3) 磁场主导型暗星云

  典型代表

  LdN 183(猎户座)

  nck卫星测得磁场与纤维结构高度对齐。

  LdN 43(蛇夫座)

  偏振观测显示磁场强度≈50 μG。

  特点

  尘埃排列反映磁场方向,对抗引力坍缩。

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  3. 着名暗星云列表

  (1) 巴纳德暗星云表(barnard catalogue)

  | 编号 | 位置 | 显着特征 |

  | --------- | --- | ----------- |

  | b33(马头星云) | 猎户座 | 星际尘埃雕刻的经典暗影 |

  | b68 | 蛇夫座 | 近距球状体,几乎不透明 |

  | b86(墨水斑) | 人马座 | 银河系中心方向的暗斑 |

  (2) 林德暗星云表(LdN catalogue)

  | 编号 | 位置 | 研究价值 |

  | -------- | --- | --------- |

  | LdN 57 | 天蝎座 | 富碳尘埃特征 |

  | LdN 1641 | 猎户座 | 大质量恒星形成前身 |

  | LdN 1251 | 仙王座 | 超音速湍流研究样本 |

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  4. 观测特征与研究意义

  (1) 光学特征

  消光效应:在可见光波段(如dSS红敏片)呈状。

  散射光晕:部分边缘被附近恒星照亮(如LdN 1521E的蓝色反射光)。

  (2) 红外与射电特征

  赫歇尔卫星:远红外(70-500 μm)揭示尘埃温度分布。

  ALmA:毫米波(co、cS等分子线)探测内部气体运动。

  (3) 科学价值

  恒星诞生摇篮:暗星云坍缩触发恒星形成(如LdN 1014)。

  宇宙化学实验室:复杂分子(如ch?oh)在低温下的形成机制。

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  结语

  暗星云不仅是银河系中恒星形成的孵化器,其多样的形态与物理状态更记录了星际介质的演化历史。从孤立的bok球状体到绵延数百光年的暗云复合体,这些宇宙暗影持续推动着人类对星际物质动力学与化学的理解。未来,随着詹姆斯·韦伯太空望远镜(JwSt)和下一代射电阵列(如ngVLA)的深度观测,暗星云中的微观物理过程或将得到更彻底的揭示。