可观测Universe第33章 上帝之眼

上帝之眼（螺旋星云） · 描述：一个令人惊叹的行星状星云 · 身份：位于宝瓶座的恒星残骸距离地球约650光年 · 关键事实：类似巨大的宇宙之眼是类太阳恒星死亡后抛出的气体外壳预示了太阳约50亿年后的命运。

上帝之眼（螺旋星云）：宇宙中的“恒星死亡日记”（第一篇） 一、引言：南半球星空的“瞳孔”——当恒星写下最后的诗 在宝瓶座的星图里藏着一枚刻在宇宙中的“眼睛”。

它不是神明的凝视而是一颗恒星用生命最后的力量向银河系投出的“告别信”。

当你用望远镜对准它的位置（赤经22h 29m 38.5s赤纬-20° 48′ 13″）会看见一片淡蓝与暗红交织的光斑：外层的红光像眼眶的脉络内层的蓝光像瞳孔的虹膜中心一点白芒恰似目光的焦点。

这就是螺旋星云（Helix NebulaNGC 7293）——人类给它的浪漫昵称是“上帝之眼”。

这不是一则神话而是恒星演化的“活化石”。

这颗“眼睛”用1万年的时间把自己膨胀的外层气体编织成瞳孔的形状把核心的残骸压缩成一颗白矮星。

当我们注视它时我们看到的不仅是宇宙的美更是太阳50亿年后的命运预演：我们都将见证太阳变成这样一只“眼睛”而我们都是恒星的残骸。

第一篇我们将从发现的历史、形态的细节、物理的特性三个维度拆解这只“宇宙之眼”的“诞生密码”。

它不是遥远的光斑而是一本用气体写成的“恒星日记”——每一道光纹都是恒星晚年的心跳。

二、发现之旅：从模糊光斑到“宇宙之眼”的认知迭代 螺旋星云的故事始于18世纪天文学家对“星云”的好奇。

那时的望远镜像“宇宙的近视镜”只能捕捉到天空中模糊的亮点但正是这些亮点揭开了恒星死亡的终极秘密。

1. 赫歇尔的“星云目录”：第一次记录 1780年英国天文学家威廉·赫歇尔（William Herschel）用自制的40英尺反射望远镜（口径1.2米）对准宝瓶座ν星（一颗5等星）附近的区域。

在他的观测日志里写着这样一段话：“一颗非常暗弱的星云形状像一个不规则的环周围没有明显的伴星。

它的光很弱需要长时间曝光才能捕捉到。

”赫歇尔把这个星云编号为NGC 7293（“NGC”是《新总星表》的缩写收录了他与儿子约翰·赫歇尔的观测结果）。

此时的赫歇尔还不知道这个“暗环”是什么。

他以为它是一颗遥远的行星或者是一团未被解析的星团——毕竟在18世纪“行星状星云”这个概念还未诞生。

直到半个世纪后天文学家才发现：这些环状星云其实是恒星抛射的气体外壳。

2. 罗斯勋爵的“望远镜革命”：看见双环结构 19世纪中期爱尔兰天文学家威廉·帕森斯（William Parsons）——第三代罗斯勋爵（Lord Rosse）——建造了一台口径1.8米的望远镜（“帕森斯镇望远镜”）这是当时世界上最大的望远镜。

他用这台望远镜观测NGC 7293第一次看清了它的核心结构：一个清晰的双环系统——外层是暗红色的环内层是更亮的蓝色环像一只眼睛的“巩膜”（眼白）和“虹膜”（眼珠）。

罗斯勋爵把观测结果绘制成图发表在《皇家天文学会月刊》上。

他描述道：“这个星云的形状太奇特了像一只被挖去瞳孔的眼睛外层环上还有一些亮点像是眼睛里的血丝。

”尽管他仍未意识到这是恒星的残骸但他的绘图已经捕捉到了螺旋星云最标志性的形态特征。

3. 哈勃的“高清特写”：确认“行星状星云”身份 20世纪90年代哈勃太空望远镜（HST）发射升空人类第一次用高分辨率“凝视”NGC 7293。

哈勃的图像彻底改写了人类对它的认知： 外环：呈现暗红色来自氢元素的H-alpha发射线（波长656.3纳米）——这些氢是恒星外层被激发后发出的光； 内环：呈现亮蓝色来自氧元素的[O III]发射线（波长500.7纳米）——这些氧来自恒星更深层的核聚变温度更高； 中心白芒：是一颗白矮星质量约0.6倍太阳质量体积和地球相当温度高达10万开尔文（K）发出强烈的紫外线激发周围气体发光。

哈勃的观测确认了NGC 7293的身份：它是一颗行星状星云（Planetary Nebula）——名字里的“行星”是历史遗留的误会（早期望远镜把它看成了像行星的光斑）本质是类太阳恒星死亡后抛出的气体外壳。

公众给它起了更浪漫的名字：“螺旋星云”（因侧面看像螺旋）和“上帝之眼”（因正面看像眼睛）。

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