天鵝座分子雲複合體(簡稱為天鵝座複合體)是位於銀河系中心區域的一個巨大分子雲,坐落在北天星座天鵝座,距離地球約5,000光年。
該複合體中最引人注目的結構是天體目錄中縮寫為Sh2-109的天體;它是一個跨越數百光年,由多個電離氫區(H II區域)組成的巨大集合體。在天空的這個區域,人類發現了來自OB星協的各種輻射,這是太陽系所在的位置和英仙臂的邊界。該複合體仍處於其演化的早期階段,可由複合體內部一些極年輕且集中的疏散星團及明亮而巨大的恆星證明。在該區域最遠的地方,天鵝座X-1與一個OB星協相連,這個X射線源的產生原因很可能是是黑洞從它的藍超巨星伴星那裡吸取物質。
觀測
(天鵝座γ)周圍的天鵝座分子雲複合體為中心的星圖;然而,複合體的大部分仍然被天津一和天津四(天鵝座α)之間可見的濃密的塵埃雲所掩蓋。]]
天鵝座複合體的中心位於明亮恆星天津四和天津一附近,但無論是肉眼、雙筒望遠鏡或小型天文望遠鏡都無法觀測到它。用小型儀器能看到的只是其中的恆星和小的疏散星團,它們形成了一些相當明顯的光斑,以至於它們所在的銀河系區域是天空中最亮的一段。
需要一台強大的望遠鏡才能注意到相關的星雲狀成分,但能夠檢測到它的最佳方法是利用天文攝影的潛力;還應該記住,天空中這一片濃稠雲氣的部分在很大程度上被一大群暗星雲(在北半球稱為大裂谷或「北煤炭帶)遮蔽,擋住了觀察者的視線。在底部的明亮星星是織女星。]]
由於被稱為地軸進動的現象,恆星和星座的天球座標可能會發生很大變化,而這取決於它們與黃道的北極和南極的距離。
天津一、天津四和和天鵝座複合體的銀河系部分大約在赤經 20小時,距離18小時不遠,這相當於除了黃道北極周圍的區域外,天體達到最南偏角的點。
目前,該複合體在大約2,500年前經歷了赤經18小時,趨向於越來越北偏。大約11,000 年後,該複合體處於赤經6小時之處時,它將到達它的最北端:那時,如右邊的圖像所示,它將與天北極相距只有幾度。
銀河環境和視線
在天鵝座方向上,可見的銀河系區域在絕對意義上被被稱為天鵝裂縫,由大裂谷的廣闊暗星雲所主導;這是一個低速雲系統,從我們的角度來看,它似乎縱向穿過天津一以南的整個銀河系,長度可達 86°。這片雲的平均距離約為700秒差距(等於約2,300光年),延伸約1,000光年。在這個分子雲複合體的邊緣有一些疏散星團,比如距離地球大約2,400光年之外的NGC 6940,和一些沃夫-瑞葉星,包括明亮的WR 147,它的亮度在630秒差距(2,050光年)的距離上被嚴重遮擋(儘管它的絕對星等是 -4.7等,但它的視星等是15等)。
從地球向北觀察天鵝座的裂縫,人類發現了兩個星雲:北美洲星雲和鵜鶘星雲。兩者都在大約800秒差距(2,600 光年)的距離上,因此離看似裂縫的黑暗複合體不遠。這個複合體,連同裂谷身的複合體,是同一個非常廣泛的巨分子雲系統的一部分,該系統是古德帶明亮恆星的分支,太陽與位於這片雲之外的大型恆星和雲霧狀天鵝複合體也位於其中。
繼續前進,從而超越了複合體,進入銀河系區域中已知的更偏遠的地區,還有兩個更明亮的OB星協:天鵝座OB3和天鵝座OB8,在其中添加了一個難以觀測的疏散星團NGC 6819,所有這些都與複合體的視線有些分離;所有這些天體的距離都約為7,700光年。
結構
是天鵝座分子雲複合體中最亮的區域。創建者:CAST]]
如所見,分子雲複合體位於距離地球約5,000光年的地方,是銀河系中非常富足的部分;可以區分幾個不同的區域,而它們都是同一個複合體的一部分:兩個主要的部份是稱為天鵝座X的巨大延伸,和稱為Sh2-109的店釐氫區域。前者包含最大的結構,滲透到該區域發現的大型OB星協中,而後者是一個緻密的星雲系統,其中恆星活躍的形成。天鵝座X區域被裂縫的黑暗複合體嚴重遮擋,它與我們的視線重疊,幾乎完全掩蓋了巨大的電離氫區域和各種非常明亮的年輕恆星的星場。
IC 1318
最密集和最容易觀察到的結構之一是IC 1318(天津一區域);在照片中,它或多或少地圍繞著天津一,又或多或少地彼此分離,以至於它們被歸類為單獨的星雲:事實上,它們的編號由西向東,從IC 1318a到IC 1318e。
Sh2-109
Sh2-109是一個龐大而複雜的系統:電離氫區、暗星雲、明亮的氣柱和年輕恆星的星協。它所在的天空區域在天津一以南幾度處可見,就在疏散星團NGC 6871以北;它的視範圍高達17°。
根據對CO的研究,在天鵝座X復合體中發現了大約70個年輕恆星天體,距離可達2,000秒差距,相當於約6,500光年,發現這些天體中的大多數都位於獵戶臂的極限範圍內。
質量小於100個太陽質量的複合體的電離氫區往往會形成比其它雲大四倍的大質量恆星;造成這種情況的原因要麼是雲邊緣的電離氣體施加的高壓力,要麼是電離氫區本身存在輻射的光解作用,而這往往會瓦解分子雲。另一方面,質量更大的星雲複合體往往處於維里均衡或坍縮狀態。這個複合體,也被稱為 W75,包含銀河系中質量最大的恆星形成區域之一;它與一個年輕的恆星團有關,它的距離一直存在爭議:直到1980年代,DR 21的距離被認為約為10,000 光年,然而最近的測量將這個值降低到只有5,000光年,因此位於天鵝座複合體的中心。
DR 21可能是由兩個相互作用的巨分子雲形成。密度更大、質量更大的區域,位於中心位置,可能源於廣義坍縮現象;炙熱的恆星在這個區域形成,進而照亮了周圍的氣體,將分子雲變成了今天可以觀察到的緻密的電離氫區。DR 21是一個非常年輕的結構,來自周圍物體的湍流和壓力尚未改變結構,因而導致收縮減慢。
在CO的發射線處,檢測到雙極噴流,很可能是由其中的各種年輕恆星天體引起的;這些噴流是迄今為止銀河系中已知的最強和規模最大(M = >3,000 M☉) 的噴流之一,擁有足夠的能量來抵消雲本身的坍縮,並可能在與其最終消散相關的現象中發揮關鍵作用。在分子雲的外部,觀察到大的細絲結構,顯然是由噴流噴出的物質形成的。它們似乎正在與星團所在的大型氣泡相互作用。相反的,ECX6-20由一個非常緊湊的恆星團主導,並與另外兩個僅在紅外線中可見的物體相連;對其徑向速度的測量使其位於複合體的中間,在我們的旋臂邊緣。 近紅外和無線電波觀測顯示,呈弧狀結構,從緻密星團開始向東延伸,而在相比之下,第二個更暗淡的弧線向西移動;通過分析星團相對於兩條弧線的位置,可以得出一個假設,即氣泡也許是古代超新星的殘骸,其膨脹導致了恆星形成事件,從而產生了緻密的恆星團。
距離測量
到天鵝座複合體的距離早在1960年代就被粗略計算出來, 利用最亮的電離氫 區的Hα和無線電發射之間的比較,並假設該區域的主要氣體激發是明亮的天鵝座OB2星協。根據這些測量結果,確定了大約1,500秒差距(約5,500光年)的距離值。隨後的測量在很大程度上證實了之前的這些量測。在幾百萬年內,該星協中大多數較亮的恆星以超新星的形式爆炸,而質量較小的恆星存活的時間要長得多。據信,銀河系中的大多數恆星最初都屬於OB星協。
天鵝座OB2恆星的光譜及其溫度已在多項研究中進行了分析,還發現其中許多恆星會受到其強列恆星風引起大量的質量損失。
一些學者考慮到該星協的質量、密度和大小,推測天鵝座OB2是球狀星團 形成的一個例子:在大麥哲倫星雲和其它星系的恆星形成區域中都觀察到了類似的天體;也有人指出,這將是銀河系中已知的這類天體中的第一個。
天鵝座OB9
天鵝座OB9是一個相對不集中的星協,從我們的視線中觀察到它離前一個不遠;在這次和前一次中,已經發現了大約100顆光譜型O的恆星,因此非常熱。這樣的情景意味著,在天文學的短時間內(幾百萬年內),這個星協可能會成為無數顆超新星爆炸的地點,假設大質量O型恆星的平均壽命約170萬年,則預計超新星出現的頻率約為每70,000年左右出現一顆 The distance has been estimated at 1700 parsecs (5500 light-years), comparable with the other two associations.。
Australian constellations of Stern and Sails
至少還有兩個其它已知的銀河區域表現出與天鵝座複合體相似的特徵,例如絲狀Hα發射和OB星協,儘管規模要小得多;其中之一是著名的古姆星雲,一個古老的超新星遺跡,然而,它不發射X射線,但以紅外線可以很好的觀測。它是澳大利亞原住民的星座:Stern and Sails,相當於現代88星座的船尾和船帆做的天區。第二個結構是位於獵戶座、金牛座]]和波江座的波江氣泡;做為天鵝座分子雲複合體的週邊部分,它位於太陽所在的同一旋臂上,並且已被證明是一個非常緊湊的天體,無法與普通恆星或其他奇異天體(如中子星)進行比較。如果它是一個黑洞,事件視界的半徑可能約為26公里。
天鵝座X-1屬於一個巨大的X射線聯星系統;這個系統距離我們大約6,000光年,包括一個藍色的超巨星變星,編號為HDE 226868,其軌道約為0.2 AU。來自這顆恆星的強烈恆星風將大量物質轉移到圍繞其伴星,X射線源的吸積盤上;此外,一對噴流從盤的兩極冒出,將物質投射到周圍的空間中。
從太陽上看,該系統位於天鵝座OB3星協結合中的天鵝座分子雲複合體的後面;它的年齡約為500萬年,由質量高達40個太陽質量的祖恆星形成。大部分原始質量以恆星風的形式拋射,並在隨後的超新星階段被噴射出去,黑洞可能就是起源於超新星階段。
相關條目
- 天鵝座
- 星雲
- 矩尺臂
- 獵戶臂
- 英仙臂
- 天鵝座X-1
- 獵戶分子雲複合體:一個類似但尺度較小的星雲系統
- 天津一區域
- 恆星形成
- 電離氫區
- 超級氣泡
註解
參考文獻
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關於恆星演化
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