大 麥 哲 倫 星 系 內 的 行 星 星 雲
Planetary nebulae in Large Magellanic Cloud
二 零 零 零 年 三 月 March 2000

 垂 死 的 巨 星
 巨 大 的 星 球 在 大 麥 哲 倫 星 系 內 誕 生
 行 星 星 雲

科 學 家 利 用 美 國 的 哈 勃 太 空 望 遠 鏡 ， 觀 察 銀 河 系 附 近 的 大 麥 哲 倫 星 系 內 的 行 星 星 雲 ， 希 望 了 解 宇 宙 內 碳 元 素 產 生 的 過 程 。

大 麥 哲 倫 星 系 (Large Magellanic Cloud) 是 離 銀 河 系 (Milky Way) 最 近 的 星 系 (galaxy) ， 它 離 地 球 約 十 六 萬 光 年 ， 它 的 質 量 是 銀 河 系 的 十 分 之 一 ， 含 有 超 過 一 百 億 顆 星 球 ， 或 類 似 星 球 的 氣 體 ； 我 們 可 以 用 肉 眼 看 到 大 麥 哲 倫 星 系 ， 上 圖 所 見 ， 是 大 麥 哲 倫 星 系 的 照 片 ， 星 系 東 面 紅 色 明 亮 的 地 方 是 30 Doradus ， 是 產 生 新 星 球 的 地 方 。

假 如 我 們 用 肉 眼 觀 察 大 麥 哲 倫 星 系 ， 看 到 很 多 細 小 的 光 點 ， 其 實 這 些 光 點 是 不 同 形 狀 的 行 星 星 雲 (planetary nebulae) ， 科 學 家 利 用 太 空 總 署 (NASA) 的 哈 勃 太 空 望 遠 鏡 (Hubble Space Telescope) ， 便 可 以 清 楚 拍 攝 到 大 麥 哲 倫 星 系 內 二 十 七 個 行 星 星 雲 ， 行 星 星 雲 是 垂 死 的 星 球 ， 在 它 們 進 化 最 後 的 階 段 時 ， 噴 射 出 大 量 的 氣 體 ， 形 成 不 同 形 狀 的 行 星 星 雲 。

下 圖 所 見 ， 是 科 學 家 拍 攝 到 六 個 行 星 星 雲 的 照 片 ， 其 中 三 個 (SMP 16 、 SMP 30 和 SMP 93) 是 屬 於 雙 極 形 狀 (bipolar) 的 行 星 星 雲 ， 垂 死 的 星 球 向 兩 邊 噴 射 出 氣 體 ， 形 成 雙 葉 狀 的 行 星 星 雲 ； SMP10 的 形 狀 像 旋 轉 煙 火 (pinwheel) ， SMP4 是 橢 圓 形 狀 ， 而 SMP27 是 有 四 個 葉 狀 的 氣 體 。

行 星 星 雲 內 不 同 顏 色 的 地 方 ， 代 表 不 同 溫 度 的 氣 體 ， 藍 色 顯 示 比 較 熱 的 地 方 ， 紅 色 是 比 較 冷 的 地 方 。

科 學 家 發 現 ， 雙 極 形 狀 的 行 星 星 雲 含 有 比 較 多 重 的 元 素 (elements) ， 如 氖 (neon) 元 素 ； 科 學 家 指 出 ， 在 宇 宙 初 期 ， 只 有 較 輕 的 元 素 如 氫 (hydrogen) 出 現 ， 而 氖 只 會 在 巨 大 的 星 球 發 生 超 新 星 (supernova) 爆 炸 時 產 生 的 ， 因 此 ， 科 學 家 相 信 雙 極 形 狀 的 行 星 星 雲 是 比 較 遲 才 出 現 的 。

同 時 ， 科 學 家 更 發 現 ， 行 星 星 雲 含 有 大 量 的 碳 (carbon) 元 素 ， 碳 是 生 命 的 主 要 成 分 之 一 ； 科 學 家 認 為 ， 四 十 六 億 年 以 前 ， 在 太 陽 系 (Solar System) 初 期 ， 太 陽 (sun) 是 從 充 滿 碳 元 素 的 氣 體 形 成 的 ， 因 此 ， 觀 察 大 麥 哲 倫 星 系 ， 可 以 幫 助 了 解 太 陽 系 初 期 的 情 形 。

在 行 星 星 雲 未 形 成 時 ， 這 些 星 球 的 核 心 內 藏 有 大 量 的 碳 元 素 ， 科 學 家 稱 這 些 星 球 為 「 碳 星 」 (carbon star) ， 這 些 「 碳 星 」 在 它 們 進 化 過 程 的 最 後 數 千 年 ， 便 會 噴 射 出 充 滿 碳 元 素 的 氣 體 ， 形 成 行 星 星 雲 。

Photos courtesy of NASA and Anglo-Australian Observatory

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