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暗星云

银河系中不发光的弥漫物质所形成的云雾状天体。和亮星云一样,它们的形状和大小是多种多样的。小的只有太阳质量的百分之几到千分之几,是出现在一些亮星云背景上的球状体;大的有几十到几百个太阳的质量,有的甚至更大。它们内部的物质密度也相差悬殊。F.W.赫歇耳父子于1784年首次注意到亮的银河中有一些黑斑和暗条。开始他以为这是银河中某些没有恒星的洞或者缝。后来的照相研究表明,这种现象是由于一些位于恒星前面的不发光的弥漫物质造成的。这种暗区在银河系中很多,最明显的是天鹅座的暗区,银河被分割成为向南延伸的两个分支。再如猎户座有名的马头星云(见彩图)和蛇夫座S状暗星云,也是不透明的暗星云。但在云层较薄时,仍可看到一些光度被大大减弱了的恒星,所以在这个天区所看到的星体,就比没有暗星云的天区稀疏得多。根据对穿过暗星云的星光的偏振测量,求得其中的尘埃粒子的直径大约为10-5厘米。这和亮星云中的情况是一致的,说明暗星云和亮星云并没有本质上的不同,只是暗星云所含的尘埃量比较大。近年来对暗星云的射电观测,发现有许多亮星云往往是包含在一个更大的暗弱星云之中。1946年以来,在不少亮弥漫星云背景上发现一些球状的暗云──球状体。一般人认为,这些物质密度较高的球状体很可能是一些正在形成的原恒星,即恒星的前身。

马头星云(NGC 2024)蛇夫座S状暗星云

暗星云本身不发光,利用光学方法进行研究就受到很大限制。射电天文方法为暗星云的研究提供了有力的工具。这主要是由于暗星云本身有各种射电辐射。尤其是它们发射的中性氢21厘米谱线,使我们能够更深入地研究大量处于低温状态的暗星云的大小、结构和组成,从而为研究银河系结构和运动提供重要的资料。典型暗星云中的温度约为5~10K。此外,在暗星云所在天区发现许多有机分子,因此有些暗星云也叫作星际分子云。通过毫米波观测,发现在一氧化碳暗星云中存在一些温度较高(15~50K)的“热点”,这些热点还有较强的红外辐射。通过红外观测还发现一些包围在暗星云中的能量集中在2~20微米波段的红外源,其中一些较亮的红外源还和暗星云中的微波源有关。观测还发现一些年轻的天体如赫比格发射星(年龄约105~106年)、赫比格-阿罗天体等直接与暗星云有密切的关系。这些暗星云的直径约为10秒差距,平均原子数密度约为每立方厘米5×103个,平均温度约为10K。在其演化过程中,由于某种辐射(如毫米波)损失使内能减少,导致内压力小于本身重力而发生坍缩。在坍缩过程中,某些团块在重力作用下形成一系列密集点,这些可能就是形成恒星或星群的原始胚胎。根据恒星诞生率和银河系中暗星云的总质量对比来看,只有很少一部分物质(千分之一到百分之一)形成恒星。