椭圆星云[3]
椭圆星云用符号E表示。它们所涵盖的范围从球状天体、椭圆形状到长短轴比约限定为3∶1的透镜形天体。主体部分的形状比这一限定形状更扁的规则星云,有可能全都是旋涡星云。椭圆星云的聚集度很高,并未显示出能分解为恒星的任何迹象。星云光度从明亮的半恒星核向未定边界迅速减弱。在按下曝光之后,直径以及总光度随曝光时间逐渐增加而持续不断地增加。小片的遮光物质偶尔会在发光的背景下显出轮廓,但除此之外,这些星云未显示出任何结构上的细节。
椭圆星云可据以做出进一步分类的唯一普遍特征是(a)图像的形状,或者更准确地说是等光轮廓(相等光度的轮廓线)的形状;以及(b)光度梯度。这个梯度很难做出数值刻度的估算,而且其测量需要一种精微的技术。因此,它们并不适合作为快速分类的标准。
轮廓的形状通过简单的检视就可以很容易地被估计出来,但它们当然指的是在照相图版上看到的投影图像,而不是实际的三维星云。圆形轮廓可能代表了球状星云或是极轴正好处于视线方向的任意一个较扁的星云。只有当最扁的(透镜形)星云是侧对着我们时,投影图像才的确反映出真实的形状。这个误差很严重,但也是不可避免的。除了这一种情况之外,尚不知道有任何方法可以用来确定单个星云的真实形状。[4]不过, 一种可以接受的做法是,在不知道单个天体的真实形状的情况下,通过对大量投影图像(假定方向随机)的形状进行统计分析,研究各种真实形态的存在及其相对频数。这种分析显示出,真实形态的确是从球状到透镜形变化,而后者比前者更常见。
图版Ⅰ 星云类型(椭圆星云和不规则星云)
图版Ⅰ说明
椭圆星云。规则星云序列由两个部分组成,一个是椭圆星云,另一个是旋涡星云。椭圆星云的范围从球状天体E0,到扁平的椭球形天体,再到限定长短轴比的透镜形的E7。比E7更扁的是旋涡星云。
在椭圆星云中,光度从半恒星核向未定边界平稳减弱,等光轮廓(相同光度的轮廓线)大体上都近似于椭圆。因此,一个图像的大小会随曝光时间增加而变大,但形状保持基本不变。
E7星云是透镜形天体,它看上去是侧对着我们的。扁度较小的图像En可能代表了在空间中处于适当朝向的En和E7之间任意形态的真实形状。从球状到透镜形的所有形态的真实存在是根据投影图像的椭圆形分布的频数推断出来的。
不规则星云。规则星云表现出的特征是相对于占主导地位的中心核的旋转对称性。大约每40个星云中就有一个是不规则星云,就是说它们缺少一个特征或两个特征都不具备。麦哲伦云是不规则星云的一个显著例子,它与呈现在这个图版上的天体NGC(星云星团新总表)4449很相似。
在这些情况下,一种暂时性的分类法一度是以投影图像的轮廓为基础的。这些轮廓是椭圆形的[5],而且在任意一个单个星云中,它们都是相似的。换言之,当星云图像随曝光时间增加而变大时,图像的形状保持不变。
椭圆率被定义为(a-b)/a,在这里,a和b分别为长轴直径和短轴直径。在这个序列中的位置可以通过对椭圆率的估算而非常简明地得到显示,椭圆率保留一位小数,小数点省略不计。因此,圆形轮廓(显然是像NGC3379这样的球状星云)就被指定为E0;M32就是E2,它是M31的伴星云中较亮的那一个,长短轴比约为5∶4;像NGC3115这样的透镜形星云是E7。这个系列到此为止——E8或以上很可能指的是一个旋涡星云,因为侧对着我们而被错认为是非常薄的透镜形天体。后一种形态是可能出现的,但假若如此,它们也必定非常罕见。
旋涡星云分为两个截然不同但相互平行的序列,包括正常旋涡星云和棒旋星云,分别以S和SB表示。一些稀疏分布的混合形态星云位于两个系列之间。在正常旋涡星云中,两条旋臂分别从一个像透镜形星云一样的核区外围相对的位置平滑出现,并由此处沿旋涡形路径向外缠绕。在棒旋星云中,两条旋臂是从一个横跨整个核区延伸出来的星云棒的两端突然出现的,并由此沿旋涡路径向外缠绕,该旋涡路径与在正常旋涡星云中发现的相似。正常旋涡星云比棒旋星云更为常见,比例为2∶1或3∶1。
图版Ⅱ 星云类型(正常旋涡星云和棒旋星云)
图版Ⅱ说明
旋涡星云序列有两个分支,一支由正常旋涡星云组成,另一支由棒旋星云组成。每个分支又细分为三部分,是在S和SB两个记号后以下标字母a、b、c标注,并被称为正常旋涡星云或棒旋星云的早型、中型、晚型。在每个分支上的位置根据旋臂中的物质相对于核区物质的多少、旋臂展开的程度以及解析程度来确定。早型旋涡星云(Sa和SBa)看来与透镜形星云(E7)关系最近。从E7到SBa的过渡是平稳而连续的,但从E7到Sa或许变化巨大——Sa的所有已知样本都有充分展开的旋臂。
规则星云的完整序列,即从E0到Sc显示出很多在整个序列中会发生系统变化的特征。总光度(绝对星等)大约保持不变,但直径增大,因此面亮度就会减弱;星云的颜色、光谱型以及解析度反映了星云所包含物质的特征,它们也在持续变化。银河系推测可能是一个晚型正常旋涡星云。