行星狀星雲,一種天文景觀,星雲的一種。它是小於8個太陽質量的中等恆星死亡時留下的遺跡。
行星狀星雲是18世紀由英國天文學家威廉·赫歇爾命名的。在當時的天文望遠鏡裡,這種星雲看起來只是一些模糊不清的雲霧狀天體,而且很多行星狀星雲都呈圓形;這使赫歇爾想起了同樣看起來也很模糊的行星海王星。他猜測它們可能是正在年輕的恆星周圍形成的行星系統。後來,隨著研究的深入,人們認識到這種星雲和行星並沒有什麼關係;但「行星狀星雲」這一名稱還是保留至今。
行星狀星雲實際上是由即將消亡的恆星拋出的氣體組成的。在整個恆星生命的最後階段,恆星依靠位於內核外面的殼層中的氦進行聚變反應提供能量。這個過程很不穩定。在內部的劇烈動盪和輻射壓力等共同作用下,已經膨脹並且相互間結合的很鬆散的恆星表面層被拋入太空,這就形成了行星狀星雲。被拋到太空的物質非常多,以每秒1000公里的高速運動,形成一股強勁的「風」。組成星雲的這些物質雖然很稀薄,但質量很大。
在銀河系中,平均每年都有一個新的行星狀星雲誕生。自18世紀以來,天文學家已經觀測了大約1500個行星狀星雲的圖像,並對它們進行了編目分類。另外,可能還有大約1萬個行星狀星雲隱藏在銀河系稠密的塵埃雲後面。
行星狀星雲有貓眼、螞蟻、海星、沙漏等各種複雜形狀,它們幾乎都具有對稱性。它擁有五彩繽紛的氣體雲,是天文學中最壯麗的景觀之一。關於星雲的形成和發展過程的研究正在繼續,有多種模型,但都不能正確地解釋所有現在的觀測結果。
最初的「互動恆星風假說」模型認為,高速的恆星風衝入前方低速的恆星風時,將在兩者的交接面形成一個稠密的壓縮氣體圈。這種模型對圓形和近圓形的行星狀星雲給出了滿意的解釋。但根據現在觀測,圓形的行星狀星雲只佔總數的10%,更多的是扁、長的形狀。
在「互動恆星風假說」的修正模型中,假設低速恆星風現在赤道位置形成了厚密的環。由於這個環的影響,高速恆星風強烈偏轉,形成呈鏡像對稱的沙漏形狀。在計算機模擬中,這一模型圓滿地解釋了到1993年所發現的所有形狀。
在大約50億年以後,太陽也將在一個新的行星狀星雲的誕生中消亡。