哑铃星云（1764年查尔斯·梅西耶发现的星云）

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更新时间：2023-05-16
哑铃星云
1764年查尔斯·梅西耶发现的星云
哑铃星云是位于狐狸座的一个行星状星云，又叫M27或NGC 6853。它因外形酷似哑铃而得名。哑铃星云也是最早被人类发现的行星状星云，它于1764年被法国天文学家查尔斯·梅西耶所发现。
哑铃星云距离地球约1360光年，视星等为7.5等，直径约为8角分，赤经是19h59m36.379s，赤纬是+22d43m15.75s 。
对于使用小型望远镜或双筒望远镜的观测者，这可能是最理想的行星状星云目标。哑铃星云也是业余天文学一个受观迎的观测目标。
基本信息
中文名
哑铃星云
外文名
Dumbbell Nebula
别名
NGC6853
分类
行星状星云
绝对星等
-0.6等
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星云介绍
哑铃星云
在全天的行星状星云中，狐狸座哑铃星云无疑是最美丽的一个，它列于梅西耶星团星云星表的第27位，故又称M27星云。在行星状星云中它并不是最大的，也不是最亮的。由于较大的行星状星云均比较暗，而最亮的行星状星云又很小，因此狐狸座的哑铃星云就成为最容易观测的行星状星云了。在天箭座γ星以北3°处很容易找到 M27。甚至用小望远镜都可以一下子辨认出来。
哑铃星云(M27)
1764年7月12日法国天文学家梅西耶首次观测到它时这样记述：一个没有恒星的云雾状天体，用3.5英寸的望远镜很容易观测到它，外形呈卵形，其中没有任何恒星……。现在时不再来，行星状星云一般都有一核心恒星，M27的核心恒星是一颗12等的恒星，这颗恒星具有连续光谱，即光谱中没有亮谱线和暗谱线。在光谱的不同波段拍摄的星云照片显示出，有的情形下它有颗粒状结构，在另外的情形下可看到它有细的纤维状结构。这似乎表明，M27具有非常复杂的层理形式。
1937年原苏联天体物理学家沃隆佐夫——维利亚米诺夫和克拉默提出一种看法，认为狐狸座哑铃星云的结构是很复杂的，不能用一种单一的理论模型来解释。美国天体物理学家L·H·阿勒在他的所写的《气体星云》一书中这样写道：“用大型望远镜所进行的一系列观测结果更加证实了上述论断。”和许多别的行星状星云一样，M27也在膨胀，膨胀速率为每百年约6″.4。由此推断M27是在大约3000-4000年前发生的一次超新星爆发所形成的。
形象介绍
哑铃星云
狐狸座哑铃星云是个很美丽的天体。很明亮，视星等为7.6等。在满布恒星的星空背景中仍显得很突出，它的形状象两个圆锥顶对顶对接起来的哑铃，因此被称为哑铃星云。用口径6英寸的望远镜观看，显得非常清晰动人。
当用更大的望远镜观测时，能够看到柔和的蓝绿色的光晕包围在“哑铃”的周围。用大望远镜照相观测表明，光晕的长轴方向的方位角为125°，12等的核星很明显地靠近哑铃形的西边缘，不过，天文学家维波注意到那里有几颗和星云并无物理联系的暗星。那颗12等的核星是很难辨认出来的。另外，在哑铃星云以北25′处，仅有一颗5等星，它就是狐狸座14星。
很有可能，星云的主体（亮棒，或者木塞）是一个明亮的、略呈椭圆的环，我们是从侧面看见这个环，与它的赤道平面只偏差了几度。这个环似乎在以大约42公里/秒的速度膨胀着。沿着垂直于这个平面的轴线，气体膨胀明显迅速得多，形成了较低表面亮度的蝴蝶“翅膀”。
尽管星云的明亮部分直径约为65角秒（更精确地说，‘木塞’约为42x87"，‘翅膀’为157x87"），这个星云还被一个暗淡的晕所包围着，它覆盖了一片直径290角秒的区域（Millikan,1974）；这些物质大概是中央恒星在它仍处于红巨星的演化阶段时，以星风的形式抛射出来的。今天的中央恒星亮度为16.6等，温度高达大约60,000K，它可能将会像一颗白矮星那样，在未来的数百亿年时间里，逐渐冷却下来。
对行星状星云来说，习以为常的是，M76的视星等（Don Machholz个人估计为9.6，Hynes为10.1；笔者认为这很接近于自己的感觉）要比照相星等（大多数数据来源都一致认为是12.2等）明亮得多。这是因为大多数可见光都集中在一条谱线上，即二次电离氧的绿色5007埃禁忌谱线O III。
对行星状星云来说，并非不同寻常的是，它的距离了解得较少，估计介于1,700和15,000光年之间（后者来自于Kaufmann的《Universe》；Kenneth Glyn Jones给出的数值是8,200）。因此，木塞的真实大小也介于0.34x0.72和3.1x6.4光年之间，而翅膀的范围介于1.3和11.3光年之间，暗晕则延伸到2.4和21光年之间。（我们3400光年的距离对应的大小分别为0.68x1.44、2.6和4.8光年，而根据Kenneth Glyn Jones的距离数值，木塞为1.7x3.5，翅膀为6.2，暗晕则为11.5光年）。由Pierre Méchain在1780发现。行星状星云M76是由Pierre Méchain在1780年9月5日发现的，他将它报告给Charles Messier，后者在1780年10月21日对其进行了观测，测定了它的位置，并且将它加入了他的星表。尽管Méchain发现它是一个不含恒星的星云，但Messier认为它是由小恒星和些许星云物质所组成的，这大概是受到了前景或背景恒星的欺骗。
地球上观测哑铃星云
Rosse爵士错误地怀疑自己已经检测到这个星云中的一些旋臂结构。1866年，William Huggins，光谱学的先驱，发现它的光谱是气体光谱，显示出氰的谱线。天体摄影先驱Isaac Roberts发现，这并不是一对星云，而是一个单独的星云，并且第一次怀疑它是一个从侧面看到的宽边环状物。1918年，Heber D. Curtis首次正确地将它归类为一个行星状星云。
哑铃星云是较暗的Messier天体之一。它被赋与了两个NGC编号，因为它曾被怀疑是一个双星云，由两个相互接触的子星云所组成。这个假说是由William Herschel提出的，他在1787年11月12日，将“第二个子星云”编号为H I.193。NGC 651是星云的东北部分。
演化过程
哑铃星云是一颗年老恒星抛出其外部气体包层而形成的行星状星云，距离我们1200光年。这个星云又被称为M27，是法国天文学家查尔斯·梅西耶于1764年发现的，它也是最早被发现的行星状星云。
哈勃空间望远镜的这张照片向我们展示了哑铃星云中大量的气体结，而且这些气体结的形状十分的多变。照片左上角的一些看上去像是指向中央恒星的手指；另一些则是电离的气体云，有的呈现出线条状，有的则没有。这些气体结的大小通常在170-560亿千米，差不多是太阳到冥王星距离的好几倍。每一个气体结质量差不多和3个地球质量相当。
星云中热的（电离的）气体和冷的（中性的）气体之间的相互作用形成了这些气体结。这个有温差的区域会随着恒星的演化，逐渐从中央恒星向外推移。在哑铃星云中，天文学家发现热气体经过之后不久，就有气体结开始形成了。
在哑铃星云的演化过程中，这些气体和尘埃结可能是呈中性的。在形成的早期阶段，气体结会随着星云的膨胀而改变形状。在其他演化到同一阶段的行星状星云中也发现了类似的气体结。在哈勃空间望远镜所拍摄的环状星云（爱斯基摩星云（NGC 2392）和视网膜星云（IC 4406）中都能看到这些气体结。在这些近距离的行星状星云中发现这些气体结，天文学家推测气体结可能是所有行星状星云普遍拥有的一种特征结构。
星云结构
哑铃星云外型类似类球面，且因为酷似哑铃而得名。Moreno-Corral小组在1992年计算了它的膨胀率，发现每个世纪的膨胀率不会超过2″.3。根据这个结果，决定出哑铃星云的年龄上限不会超过14,600年。Bohuski、史密斯与韦德曼等人在1970年发现它的膨胀速度为每秒31公里。从这个数据可以得知哑铃星云的半短轴为1.01−0.11光年，这也暗示着它的年龄为9,800−1,100年。
结点
就像其他距离较近的行星状星云一样，哑铃星云也拥有结点。它的中心由黑暗的物质与明亮的结点所组成，这些结点并且连结著黑色的尾巴。这些结点较常以对称的黑尾的模样出现，而不是不规则的。就像螺旋星云与爱斯基摩星云一样，结点前的所产生的光亮是因为局部光游离的缘故。
中心恒星
哑铃星云的中心恒星是一颗白矮星，半径约为0.055±0.02R☉，也是目前已知最大的白矮星。科学家Napiwotzki在1999年则估计这个白矮星的质量是0.56±0.01M☉.。
观测指南
M27位于的狐狸座位于天箭座和天鹅座之间，天箭座又与天鹰座相邻。M27的大致位置在夏季大三角中天津四和河鼓二（牛郎星）的连线上，天箭座γ以北约3°的位置，夏秋季节都是观测M27的好时间。M27本身较亮，但肉眼仍不可见，适合使用双筒望远镜或小型天文望远镜观测。
参考资料
[1]
1分钟，在望远镜中欣赏哑铃星云，它距离我们1400光年_凤凰网视频_凤凰网 · 凤凰网[引用日期2021-12-20]