太陽系是不是處在某個星雲之內?

想法是這樣的,如果我們在臉上罩著一塊面紗,時間長了,我們就感覺不到這塊面紗的存在。那麼假如太陽系處在某塊星雲的內部,我們是不是也感覺不到這塊星雲的存在?那能不能有辦法觀察到或證明出太陽系究竟是處在一個星雲之內,還是完全處在虛空之中。


太陽確實處在一個「星雲」中,叫做本地星際云:Local Interstellar Cloud。

Nebula是一個歷史上使用的名詞,現在已經只用於約定俗成的天體,比如Orion Nebula, Carina Nebula, Planetary Nebula等等。現代的定義一般把銀河系內的星際介質(包括氣體、塵埃、輻射場等等成分)按尺度分為『cloud』, "clump", "core"等幾類,一種說法是尺度10秒差距以上稱為cloud,1秒差距左右稱作clump,0.1秒差距左右稱作core,當然具體數字各家有各家的說法。Local Interstellar Cloud就是個典型的cloud。

參見今天的APOD:http://apod.nasa.gov/apod/ap130924.html

(以下中文介紹來自 http://www.skylook.org/apod/)

說明: 恆星其實並不孤獨。在我們銀河系盤面上,大約有10%的可見物質是名為星際物質 (ISM)的雲氣。然而,星際物質的分布並不均勻, 就連在太陽附近也是片片斷斷的。因為星際物質非常稀薄,而且幾乎不發光,所以偵測鄰近星際物質的難度相當高。星際物質之主要成份是氫氣,因為它會吸收特定波長的光,所以可由偵測鄰近恆星的星光得知它之存在。上面所示的這幅我們20光年內星際物質的暫訂分布圖,是根據地球軌道上的星際邊界探測衛星 (IBEX)現行的觀測和最近的粒子偵測所製作出來的。這些觀測顯示,我們的太陽在一個本星際雲團 (Local Interstellar Cloud或稱Local Fluff)內穿行,而這團雲氣則自天蠍-半人馬星協恆星形成區湧出。在接下來的一萬年內,我們的太陽可能會穿出本星際雲團。我們對本星際雲團的所知不多;包括分布、起源、和它如何影響太陽和地球等細節,都有待釐清。出乎預料地,最近的星際邊界探測衛星量測指出,中性星際粒子流過太陽系的方向,正在改變之中。


要回答這個問題,我們可能先得追溯一下星雲這個詞到底指的是什麼。

星雲這個詞對應的英文是Nebula(之所以談這個詞英文的意思,是因為現代天文學並不起源於中國,所以對天體定義的殊榮也不在我們這),而Nebula在早期人們觀測條件有限對宇宙知之甚少的階段,指代的是一切銀河系以外的天體(科學家們直到20世紀初才知道銀河系並不是整個宇宙)。譬如說仙女座星系(離銀河最近的螺旋星系)就在很長一段時間內被稱作仙女星雲(說不定車田正美給阿瞬設計星雲鎖鏈的時候也受了這個啟發)。在那個時候,凡是夠遠(銀河系之外)的天體看起來都是一團模糊的雲狀物體,科學家們以為宇宙中除了恆星就只有各種各樣的塵埃。

而隨著觀測儀器的進步以及觀測手段的提高,科學家們(以哈勃為首)逐步發現宇宙比他們想像和認知的要大得多,幾乎所有曾經以為是塵埃的星雲,在更先進的望遠鏡下,都呈現出了驚人的內部結構,那些被以為是塵埃的模糊的光團,其實是千萬顆閃耀的恆星所組成的星系。從那個時候起,星雲就不再與之前的銀河系外所有天體掛鉤,而有了一個更明確清晰的定義,就是星系之間由塵埃、氫、氦等組成的離子云。而這些星雲也被發現是宇宙中最活躍最有生機的區域——無數的恆星在其中形成。星雲最有名的照片應該是這一張,鷹狀星云:

這些星雲里富含氫、氦、氣態塵埃,等等,往往是誕生恆星以及周圍行星的搖籃。我們的太陽系就曾經是一片這樣的星雲。

星雲的環境非常惡劣,重力的不穩定,以及各種各樣的輻射讓星雲成為恆星的搖籃,也同時是生命的墳墓。太陽系在銀河系的某個外側旋臂中,遠離那些變化多端恆星誕生的中心。而正也因為如此,太陽系有漫長而穩定的自然環境,讓生命的演化成為可能。因為我們曾經所在的星雲已經換成了恆星和恆星系裡行星的演化,使得太陽系的周圍非常的空曠。離我們最近的恆星是半人馬座阿爾法(就是阿凡達裡面 那威星所環繞的恆星),離我們有大約4.4光年。而這兩個恆星系的形成清空了附近所有的星雲和塵埃。所以簡單來說,我們不在一個星雲裡面。

判斷是否在星雲里其實是非常容易的。光譜是天文學家的好朋友。光譜能告訴我們某個發光的物體都含有什麼物質,發光的物體離我們有多遠(紅移),以及在我們和發光物體之間有沒有別的物質(星雲)。如果太陽系在某個星雲里,那麼當我們向外觀測的時候,就會觀測到星雲里的氫和氦所產生的光譜,而這些光譜和遙遠的恆星或星系裡的氫和氦是不同的。

銀河系別的地方有許多星雲,而因為我們身處銀河系中,當我們往別的方向觀測的時候所觀測到的天體往往都被這些星雲所干擾。所以在做任何研究的時候,這些星雲產生的擾動都必須被減去,才能保證結果的準確。就像野外勘探的地圖一樣,天文學家們對我們銀河系裡星雲的分布也繪製了一個「地圖」。只要在天空中指明一個方向,就可以很容易查到這個方向上所有的星雲,以及星雲的成分等。


星雲是個多義詞。通常指瀰漫星雲。太陽系目前不在瀰漫星雲中。

太陽系位於銀河系獵戶旋臂古爾德帶本地泡本星際雲。

本地泡和本星際雲的物質密度低於銀河系平均物質密度。


銀河系內,我想從遠處看應該是的


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