深空裡的寶藏-星雲與星團

  當我們在夜裡仰望天際時,見到繁星無數,常常讚嘆宇宙之大、無邊無際。在望遠鏡發明之前,我們總以為這個宇宙就是我們所看到的這個樣子。可是當伽利略透過望遠鏡,看到了令人驚訝的世界,人們才恍然大悟-宇宙不是人們想像中那樣子的:月亮是有坑洞、凹凸不平的;木星也有月亮陪伴、而且還一次四顆!原來宇宙還包含了太多太多眼睛看不到的星體。

  於是人們開始用心製造望遠鏡,透過望遠鏡發現了古人一輩子發現不了的天象及星體,比如一些模糊不清的天體,或是一些星星較密集的地方,這些就被命名為星雲或星團。在那個望遠鏡技術還不發達的時代,人們想看清楚星雲星團是不容易的,所以把星系也歸於星雲類,其實星系是像我們這個銀河系這般,是由極多的星球聚集而成、是一個極大範圍、離我們銀河系非常遙遠的另一個銀河系,比如有名的M31仙女座大「星雲」。而星雲是由我們這個銀河系內一些星際物質,如氣體、灰塵等所組成的一大塊「雲」,經由附近的甯P照亮而能讓我們看到。至於星團則是由數百到數十萬顆的甯P聚集成一團,所以就叫做星團。

  也就是說,我們眼睛所看到的只是這個宇宙的極小部份,在眼睛看不到的地方還有極多的天體,有星雲、星團和星系。星系是另一個銀河系,不在我們銀河系內;星雲及星團則是在我們銀河內的天體。星雲依其種類不同,我們分成散光星雲、行星狀星雲和黑暗星雲三種;星團則依聚集程度分為疏散星團和球狀星團二類。

  散光星雲是宇宙中的一片氣體,受到附近明亮甯P的照射而自發光,或是反射明亮甯P的光而讓我們能看見它。散光星雲的自發光是紅色的,這是因為組成散光星雲的成份大都是氫原子,當附近的明亮甯P的光照射到這些氫原子時,氫原子的電子會吸收能量而由內層跳到外層,但這是不穩定的,所以電子很快又跳回內層並放出能量,這些能量以光的形態發出,而氫原子的能量以光發出時正是紅色的,所以我們就能看到美麗的紅色散光星雲。若是反射明亮甯P的光則可能是藍色或是其他顏色,這要由附近甯P來決定,像夏天最「紅」的M8、M20星雲。

  黑暗星雲的成份其實是跟散光星雲一樣的,但是這塊星雲可能太濃密了或是剛好遮住了星雲後方明亮的甯P,以致於看不見星雲的顏色,看起來像是黑的,所以就叫做黑暗星雲。就如冬夜裡獵戶座腰帶邊的馬頭星雲。行星狀星雲是另類星雲,它的形體很小,這是因為行星狀星雲是甯P死亡時,發生大爆炸把甯P外圍的物質推出而形成的。也就是說,我們看到的行星狀星雲其實就是大質量甯P的「屍骸」,在這些行星狀星雲的中央部都會有一顆超高密度的中子星,這一顆就是「本尊」了。在夏天銀河附近的M27、M57,以及極出名的中國超新星-M1都是這類星雲。

  疏散星團就是一團比較鬆散的甯P,聚在一個小範圍內,大小在數百光年以內,甯P數也都在數百顆左右,大都是由比較年輕的甯P組成的。有些疏散星團因為還太年輕,甯P附近的雲氣尚未被吸收完畢,這些雲氣反射這些高溫甯P的光而發出眩目的藍色光彩,實在是非常美麗,這就是大大有名的M45七姊妹星團。而球狀星團就不一樣了,它是由非常多的甯P擠在小小的範圍內組成,數量都在數萬顆甯P以上,形成很完整的球形,所以才叫做球狀星團。球狀星團內的甯P以老星居多,距離地球也比較遠,看起來不如疏散星團美麗,如全天最亮的ω星團就是極具代表性的球狀星團。

  星雲星團都不算是明亮的天體,如果星雲星團夠亮的話,古人早就發現它們了,所以肉眼是看不見它們的。要想觀察星雲星團,望遠鏡是免不了的儀器,尤其是星雲,有了望遠鏡還不見得看得見它呢!

  如何觀察星雲星團呢?一把7×50或更大口徑的雙眼望遠鏡或8公分以上天文望遠鏡是必需的裝備,另外還需要一本星圖或是專門介紹星雲星團的書,以及一把紅色光的手電筒。找一個沒有月亮的晚上,到一個比較暗的地方(筆者推薦到高山上),帶著雙眼望遠鏡或天文望遠鏡,根據星圖告訴我們的位置來尋找星雲星團。若您還是新入門的天文同好,不很瞭解星雲星團的位置,那找一位資深天文同好來指導是最快的方法。若您還不認識資深的天文同好,那參加天文學會是不二法門了。使用望遠鏡觀察的對象以星團為主,能用望遠鏡看到的星雲並不多,大部份的星雲只能用攝影法才能一窺它美麗的倩影,所以如果對星雲星團的觀察有興趣,筆者建議先用雙眼望遠鏡做眼視觀察,熟悉星雲星團的位置,過一陣子後再進入攝影的境界,以免徒勞無功,失去了興趣。