Practice

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2014年8月12日 星期二

死亡之舞 -- 開花的 M57

行星狀星雲, 一向有其觀測魅力, 也難怪許多觀星社團, 都有難度不一的行星狀星雲清單供會員挑戰. 以自己有限的經驗而言, 行星狀星雲很多容易看到顏色, 很多會閃爍, 而且形狀迥異... 種種理由讓人愛不釋手, 回顧一下以前的紀錄還真不少行星狀星雲, 當然越早寫的越好笑, 現在再翻來看都覺得不好意思呢.

2011-9-4 M27 啞鈴星雲
2012-3-25 用 UHC 濾鏡看見 M97
繼續挑戰 6cm 的能力 -- M76
真的會眨眼睛的 NGC 6826 觀察記
月光下的藍雪球 -- NGC 7662 觀察記
扁扁的土星星雲 -- NGC 7009
萬聖節月的鬼魅 -- NGC 7293 與 NGC 404
6cm 下的愛斯基摩星雲 -- NGC 2392與OR目鏡測試
月光下的貓眼睛與意外的西面紗 -- NGC 6543, NGC 6960
彩色 M57

相片來自 WIKI

大家都知道, 跟太陽差不多重... 大概 0.5 到 7~9 倍內恆星未來的命運. 恆星核心是燃燒氫的核融合反應, 然後轉變成惰性的氦. 燃燒爆發向外的推力與重力造成的內引力達成平衡, 這樣這顆恆星就還在主序星上. 但是燃料總有燒完的一天, 當核心的氫不夠燃燒時, 重力造成的內引力大於燃燒爆發向外的推力, 核心部分便開始了控制不了的崩塌, 崩得越嚴重內引力就更大, 就像打開一個連鎖反應開關, 正式啟動這顆恆星死亡之途, 卻也開始了行星狀星雲的誕生之旅.

以上以下都是外行人沒有認真讀書, 網路上東拼西湊的偽知識, 錯誤之處敬請見諒.

當內引與外推之力失去平衡的一開始, 內引力已經抓不住最外層的物質, 於是最外層的物質緩慢的被往外推, 這個是恆星風 (stella wind). 其實現在的太陽系也有類似的太陽風 (Solar wind), 因為總有些被電離的氫啊氦啊... 的電子質子逃離太陽重力掌握, 不過這個質量流失小不可數, 但是恆星風的密度就比太陽風大多了, 此時恆星已離開主序往右走往紅巨星階段, 體積變大溫度降低亮度增加.

不過這個情形不會持續太久, 情況越來越失衡, 核心內因不斷坍塌密度升高, 溫度也急遽上升, 升到一定程度之後連惰性的氦也開始發生核融合, 此時核心巨大的能量把恆星本身的物質大量的高速向外拋射, 這層高速拋射追上之前慢速拋射物質, 擠壓成一層層的雲氣帶. 氦有可能很快就用完, 等外層的氫融合為氦累積一定程度後, 又會再有類似的大量高速拋射核心物質情形發生, 這好像就叫做氦閃? 端看原來恆星質量以及其含碳或氧比例有關, 有些很穩定有些則是一陣一陣的閃. 這個階段已是所謂 AGB (漸進巨星分支) 後期.

為什麼會讀到這些專業的天文物理知識? (雖然可能讀得錯誤百出啦), 主要是自己孤陋寡聞, 常聽到或看到攝影同好狠狠的說... 要把哪些行星狀星雲打到 "開花" 為止. "開花"? 每張行星狀星雲相片不都開得像花一般美麗? 原來 "開花" 的意思是要拍到恆星頻死前早期被拋到外層的雲氣物質. 先貼一張也是明燈級大師之一的國王用 VC200 隨便拍拍的 M57, 仔細看看有沒有花呀?


如果沒有的話, 下面一張是更專業器材拍的


氦的融合會轉換成碳及氧, 形成金屬成分高且極高溫的核心白矮星, 超高能量的白矮星激發外層已被電離的電子形成豐富的顏色表達, 紅色通常是能量比較低也是 AGB 比較早期階段的, 藍色則是高能量的呈現. M57 依此推測就是已走入 AGB 末期很老的行星狀星雲... 其實行星狀星雲本來就相對短命... 其白矮星能量極高, 激發中心部分的氧因此呈現藍色.

還有一個疑問... 恆星應該要爆成一個像泡泡的球狀啊? 相片裏幾乎所有的行星狀星雲都是某種性質的對稱圖形, 為什麼行星狀星雲會有這麼多不同形狀? 事實上 80% 的行星狀星雲都不是泡泡狀. 像 M57 好像就是爆成二維平面的, 不然為什麼看起來會像一個戒指? 我想這個問題應該頗複雜, 但有證據顯示罪魁禍首可能是一般恆星常見的伴星所致. 所以當我們望向 M57, 的確是從兩端點的其中一端看進去, 而噴發的物質可以想像是從其赤道環狀向外延伸, 而非 3D 360 度的拋射. 如此多才多姿, 千變萬化, 正是恆星最後一幕的死亡之舞呢.

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