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电离氢区

电离氢区(H II区)是发光的气体和等离子组成的云气,有时会有数百光年的直径,是恒星诞生的场所。从这些气体中诞生的年轻、炙热的蓝色恒星散发出大量的紫外线,使星云环绕在周围的气体游离。

H II区在数百万年的岁月中也许可以诞生成千上万颗的恒星。最后,超新星爆炸和来自星团中质量最大的那些恒星吹出的强烈恒星风,将会吹散掉H II区的气体,留下来的就是像昴宿星团[1]这样的星团。

H II区是因为有大量被游离的氢原子而得名的,天文学家同样的将中性氢的区域称为HI区,而H2称为分子氢。在宇宙的远处的H II区不会被忽略,也能被看见,对其它星系H II区的观测,在测量距离和化学组成是很重要的研究项目。

目录

观测

少数最明亮的H II区可以用裸眼直接看见。然而,在望远镜于17世纪发明之前似乎从未被注意到。即使伽利略在观测到其中的星团时也没有注意到猎户座大星云(在以前约翰·拜耳的目录中记载为单独的恒星:猎户座θ)。猎户座星云被认为是法国的观测者Nicolas-Claude Fabri de Peiresc在1610年发现的[2],此后,早期的观测在我们的银河系和其他星系内发现了许多的H II区。

威廉·赫歇尔在1774年观测猎户座星云,将其描述为“未成形的火热薄雾,未来能成为太阳的浑沌材料”。当威廉·哈金斯(他的妻子玛莉·哈金斯是他的助手)将它的光谱仪对准不同的星云观测之后,认为这个假说必须要等待数百年才能确认。有些星云,像是仙女座大星云,有着与恒星相似的光谱,而推导出星系可能是数亿颗单独恒星的集合体。其它看来非常的不一样,不是强烈的连续谱线与被叠加的吸收线,就是像猎户座星云和一些相似的天体,只有少数的发射谱线。最明亮的是波长500.7 奈米的谱线,但当时已知的化学元素没有一种能发射出与之相符的谱线。起初,这条谱线被假设为一种未知元素的谱线,并命名为缺字图片(Nebulium)-相同的想法在1868年分析太阳的光谱时,导致氦元素的发现。然而,在太阳光谱中发现之后,氦很快就在地球的元素中被分析出来,但是Nebulium始终未被发现。在20世纪初期,亨利·诺里斯·拉塞尔建议:认定500.7奈米是由新的未知元素发出的,不如归咎于一种熟悉的元素在不熟悉的环境下发射的。

在1920年代,物理学家已经证实在低密度下的原子和离子,被激发的电子会进入梅塔稳定能阶,但在密度较高时会因为碰撞而很快的被再激发,而在二价氧的电子转换中能够产生500.7奈米谱线。这种只能在密度非常低的气体中出现的谱线被称为禁线。光谱上的观测显示星云是由极度稀薄的气体构成的。

在20世纪,观测显示在H II区经常包含热且亮的恒星,它们的质量数倍于太阳质量,是生命期最短的恒星,它们整个的生命期只有数百万年(相较于类似太阳的恒星,生命期长达数十亿年)。因此,天文学家猜测H II区必定是新恒星诞生的场所。一个诞生于H II区域的恒星集团必需在数百万年的周期内生成,才能在年轻、炙热恒星的辐射压造成星云的溃散前成形。昴宿星团就是在沸腾的H II区域中诞生的星团例子,但只能从反射星云的残余物来追溯。

视频

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参考文献

  1. 揭开昴宿星团的神秘面纱 ,搜狐,2016-08-16
  2. 猎户座星云局部欣赏,bilibili,2019-4-15