星云的形成

　　最初所有在宇宙中的云雾状天体都被称作星云。后来随着天文望远镜的发展，人类的观测水准不断提高，才把原来的星云划分为星团、星系和星云三种类型。星云是宇宙中天体演变的一个重要环节，它有多种形成机制，主要分为三类：第一类是在宇宙形成之初，这类星云的规模较大，现如今大部分已经形成星系；第二类是超大质量黑洞两级喷射物质形成的星云；第三类则主要是由大质量恒星主序星阶段结束之后形成的喷发或者弥漫状星云，比如恒星氦闪、红巨星喷发、超新星爆发等剧烈的星体活动形成的星云，这类的星云规模相对较小，属于行星状星云。而“太空蝴蝶”就属于行星状星云。 图1 NASA/ESA哈勃太空望远镜拍摄的NGC 5307图像，它是一个行星状星云，距地球约1万光年

　　行星状星云是类日恒星的最后阶段。因此，行星状星云让我们得以窥见太阳系的未来。类似太阳这样的恒星，在它生命的尽头会变成一颗红巨星。恒星由其核心发生的核聚变维持，核聚变产生能量，过程中靠恒星的重力来阻止被撕裂这种情况的发生。在恒星红巨星阶段的末期，没有足够的核聚变产生能量，其核心就会坍缩，而表层则会向外喷射。在那之后，这颗恒星的所有剩余部分就是围绕着一颗白矮星的发光外层（图1）。然而，这并不是这颗恒星进化的终点——那些外层仍然在运动和冷却。再过几千年，它们就会消散，剩下的就只有那颗黯淡发光的白矮星了。

　　这类星云的体积处于不断膨胀中，最后趋于消散。按照行星状星云的膨胀速度推算，它们的寿命只有3万年左右，在已有150亿年历史的宇宙中，行星状星云的寿命很短暂，这也是银河系拥有2000亿个恒星，而仅有几万个行星状星云的原因。

　　“太空蝴蝶”的发现

　　形态酷似蝴蝶展翅的行星状星云是天文学家鲁道夫 闵考斯基在1947年发现（图2），被称作闵考斯基2-9星云（M2-9）也叫巴比龙星云（Papillon Nebula）。巴比龙星云的法语意思是蝴蝶，它的另一个名字是N159，是蛇夫座美丽的行星状星云。它的大小约是150光年，位于我们的邻居星系大麦哲伦星云，和地球距离大约是17万光年。与其它行星状星云一样，它也是类太阳恒星演化晚期的产物。它有一对非常对称的像蝴蝶翅膀一样的双极结构，其形成的物理机制细节尚未研究清楚。但可以确定的是，在它的中心有两颗互相绕转的恒星，在这对恒星的生命末期，向外喷射气体，灼热的气体向两端扩散形成了这样的双极外观，这壮丽的景象也被称作恒星生命最后的“喘息”。

图2 N159，由哈勃太空望远镜在1990年代拍摄

　　“太空蝴蝶”的风貌

　　2020年7月，欧洲南方天文台分享了一张由太空望远镜拍摄的NGC 2899天体新图像（图3）。NGC 2899位于3000光年到6500光年之间，“蝴蝶翅膀”大约2光年远，这些发光气体的温度接近1万度。图像中星云的蓝色部分显示的是氧气，而红色部分显示的是氢气。

图3 欧洲航天局VLT望远镜拍摄到的NGC 2899

　　同在2020年7月，图4呈现的是离地球约有4000光年远的NGC 6302，位于天蝎座之内的“太空蝴蝶”，它的宽度超过3光年。它的内部是被浓密尘埃环遮住而不得见的濒死中心星，其表面温度高达200,000摄氏度，因此在可见光和紫外光波段都非常明亮。这幅极为清晰的特写影像，是由哈勃太空望远镜所拍摄，图示经过了后期处理，目的是要呈现这团复杂行星状星云无比细致的结构，并用红色来渲染和突显铁发出的辐射。 图4 NASA/ESA哈勃太空望远镜拍摄的NGC 6302图像

　　2022年4月14日最新观测到的“太空蝴蝶”，是由NASA Spitzer太空望远镜拍摄的红外图像（图5），它看起来像一只红蝴蝶，被命名为W40。它是一个由气体和尘埃组成的巨大星云，也是数百颗幼星的温床，在那里可能会诞生新的恒星。W40距离太阳大约1400光年，与猎户座星云的距离差不多。

图5 NASA Spitzer太空望远镜拍摄的W40红外图像

　　星云让我们看到宇宙中恒星诞生和毁灭的非凡景象，一幅幅让人叹为观止的奇幻景象都是恒星花费数百万年描绘出来的杰作，让人不禁感叹时间凝固在了夜空中的璀璨星云中。或许再过数十亿年，太阳也会变成一颗红巨星，并且产生一个行星状星云，这也是科学家利用科技手段去观测并研究行星状星云的原因之一。

　　太空中不仅有“太空蝴蝶”，也蕴藏着更多其他罕见的天文现象，尽管目前已经发现了许多，但这只是冰山一角，还有更多等着被发掘。所以在未来，在宇宙的空间里，人类会留下更多的足迹，也会遇见更多的奇迹。