大 麦 哲 伦 星 系 内 的 行 星 星 云
Planetary nebulae in Large Magellanic Cloud
二 零 零 零 年 三 月 March 2000

 垂 死 的 巨 星
 行 星 星 云行 星 星 云
 行 星 星 云

科 学 家 利 用 美 国 的 哈 勃 太 空 望 远 镜 ， 观 察 银 河 系 附 近 的 大 麦 哲 伦 星 系 内 的 行 星 星 云 ， 希 望 了 解 宇 宙 内 碳 元 素 产 生 的 过 程 。

大 麦 哲 伦 星 系 (Large Magellanic Cloud) 是 离 银 河 系 (Milky Way) 最 近 的 星 系 (galaxy) ， 它 离 地 球 约 十 六 万 光 年 ， 它 的 质 量 是 银 河 系 的 十 分 之 一 ， 含 有 超 过 一 百 亿 颗 星 球 ， 或 类 似 星 球 的 气 体 ； 我 们 可 以 用 肉 眼 看 到 大 麦 哲 伦 星 系 ， 上 图 所 见 ， 是 大 麦 哲 伦 星 系 的 照 片 ， 星 系 东 面 红 色 明 亮 的 地 方 是 30 Doradus ， 是 产 生 新 星 球 的 地 方 。

假 如 我 们 用 肉 眼 观 察 大 麦 哲 伦 星 系 ， 看 到 很 多 细 小 的 光 点 ， 其 实 这 些 光 点 是 不 同 形 状 的 行 星 星 云 (planetary nebulae) ， 科 学 家 利 用 太 空 总 署 (NASA) 的 哈 勃 太 空 望 远 镜 (Hubble Space Telescope) ， 便 可 以 清 楚 拍 摄 到 大 麦 哲 伦 星 系 内 二 十 七 个 行 星 星 云 ， 行 星 星 云 是 垂 死 的 星 球 ， 在 它 们 进 化 最 後 的 阶 段 时 ， 喷 射 出 大 量 的 气 体 ， 形 成 不 同 形 状 的 行 星 星 云 。

下 图 所 见 ， 是 科 学 家 拍 摄 到 六 个 行 星 星 云 的 照 片 ， 其 中 三 个 (SMP 16 、 SMP 30 和 SMP 93) 是 属 於 双 极 形 状 (bipolar) 的 行 星 星 云 ， 垂 死 的 星 球 向 两 边 喷 射 出 气 体 ， 形 成 双 叶 状 的 行 星 星 云 ； SMP10 的 形 状 像 旋 转 烟 火 (pinwheel) ， SMP4 是 椭 圆 形 状 ， 而 SMP27 是 有 四 个 叶 状 的 气 体 。

行 星 星 云 内 不 同 颜 色 的 地 方 ， 代 表 不 同 温 度 的 气 体 ， 蓝 色 显 示 比 较 热 的 地 方 ， 红 色 是 比 较 冷 的 地 方 。

科 学 家 发 现 ， 双 极 形 状 的 行 星 星 云 含 有 比 较 多 重 的 元 素 (elements) ， 如 氖 (neon) 元 素 ； 科 学 家 指 出 ， 在 宇 宙 初 期 ， 只 有 较 轻 的 元 素 如 氢 (hydrogen) 出 现 ， 而 氖 只 会 在 巨 大 的 星 球 发 生 超 新 星 (supernova) 爆 炸 时 产 生 的 ， 因 此 ， 科 学 家 相 信 双 极 形 状 的 行 星 星 云 是 比 较 迟 才 出 现 的 。

同 时 ， 科 学 家 更 发 现 ， 行 星 星 云 含 有 大 量 的 碳 (carbon) 元 素 ， 碳 是 生 命 的 主 要 成 分 之 一 ； 科 学 家 认 为 ， 四 十 六 亿 年 以 前 ， 在 太 阳 系 (Solar System) 初 期 ， 太 阳 (sun) 是 从 充 满 碳 元 素 的 气 体 形 成 的 ， 因 此 ， 观 察 大 麦 哲 伦 星 系 ， 可 以 帮 助 了 解 太 阳 系 初 期 的 情 形 。

在 行 星 星 云 未 形 成 时 ， 这 些 星 球 的 核 心 内 藏 有 大 量 的 碳 元 素 ， 科 学 家 称 这 些 星 球 为 「 碳 星 」 (carbon star) ， 这 些 「 碳 星 」 在 它 们 进 化 过 程 的 最 後 数 千 年 ， 便 会 喷 射 出 充 满 碳 元 素 的 气 体 ， 形 成 行 星 星 云 。

Photos courtesy of NASA and Anglo-Australian Observatory

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