行星状星云在小望远镜中看起来像是简单的球形。然而,哈勃太空望远镜如今能向我们展示这些壮丽天体的细节。行星状星云呈现多种球形结构,它们是由垂死的中心恒星抛出的物质和荧光气体构成的球体。来自中心白矮星的强烈热风与辐射塑造了星云特有的形态。这颗垂死的恒星闪耀着相当于数千个太阳的光芒,抛出其外层气壳,暴露出炽热的核心,其强烈的紫外线辐射照亮了被抛出的气体。展示恒星死亡的星云十分常见,因此天文学家已深入研究了这一清晰演化过程的不同阶段。行星状星云是可用大型望远镜欣赏的最美丽的宇宙天体。
蝴蝶星云位于麒麟座方向,距离地球约2100光年。这张图像展示了星云中心一个壮观的双星系统最后的时光。这两颗恒星距离极近,仅需16天即可完成相互绕转。即便借助哈勃望远镜,也无法将这对双星分辨为两个独立天体——它们实在太过靠近。其中一颗被认为是曾被另一颗恒星吞噬的残骸。天文学家推测,其中一颗恒星在演化过程中膨胀为红巨星,并实际吞噬了它的伴星。双星螺旋式靠近,红巨星大部分外层物质被抛射出去,形成了如今包裹中心恒星的致密双极盘状结构。该星云还富含尘埃云,其中一些形成指向远离中心恒星方向的暗色长条纹。
指环星云或天琴座星云,由安托万·达基耶·德佩勒波瓦于1779年发现,是梅西耶星表中最著名的天体之一。这个环形星云与螺旋星云相似。其实际直径为1.3光年,视直径约2角分。可见光环由电离氧和氮构成,外缘由氢组成。光环内部的暗区由氦构成,在紫外波段发光。M57常被称为指环星云、天琴座星云或简称为天琴星云,以其所在星座命名。行星状星云是形状不规则、色彩绚丽的薄盘。早期观测时,因在小望远镜中呈现淡色行星状而得名。它们表现为小角直径的星云,常呈圆形、高度对称且边界清晰,不同于弥漫星云那样在空间中扩散且形状不规则。许多行星状星云呈环状,如天琴环。其外围物质密度高于内部,中心始终存在一颗恒星。
在恒星生命末期,当氢燃料耗尽时,其外层会膨胀冷却,而核心则坍缩升温,直至达到氦聚变温度。部分恒星甚至会抛射外层物质,形成不断扩张的茧状结构。裸露的核心成为W型或O型星,释放大量紫外线激发星云发光。
明亮的哑铃星云揭示了哑铃中央恒星以及位于玫瑰色狐狸座(拉丁语:Vulpecula)中的前景与背景恒星网络。这张合成图像通过仅记录氢原子光线的滤镜累计曝光8小时,追踪了星云暗淡外部光晕的结构——该光晕延伸超过数光年。哑铃星云的演变过程,与太阳耗尽核燃料后的命运相似。
中心星(星云的起源)视星等为13.5,这使得业余天文学家难以观测。它是一颗温度极高的蓝色白矮星(85,000K),并伴有一颗更暗的恒星(星等17)。
螺旋星云是一个宇宙中的恒星遗迹,因其鲜艳的色彩和酷似巨眼的外观而常被天文爱好者拍摄。该星云于18世纪被发现,位于宝瓶座方向,距离地球约650光年,属于行星状星云这一类天体。行星状星云是曾经类似太阳的恒星死亡后留下的残骸。当这些恒星消亡时,它们会将外层气体抛向太空。这些气体层被死亡恒星炽热的核心——白矮星加热,在红外线和可见光波段发光。我们的太阳在大约50亿年后消亡时,也将经历同样的演化过程。
猫眼星云(NGC 6543)直径20角秒,位于黄道北极,距离地球3000光年。这个非常明亮的行星状星云位于天龙座。该星云拥有一个极其广袤的晕状结构,由其在红巨星阶段抛射的物质构成,晕的尺度达386角秒(5.8角分)。根据一种解释,该星云起源于一个双星系统。两颗恒星相互绕转产生的动力学效应能更合理地解释该星云的结构——其复杂程度远超大多数已知行星状星云。根据这一模型,中心恒星的恒星风形成了由致密发光气体构成的延伸包层,该结构被包裹在恒星早期抛射的两个气体瓣中。这些气体瓣上存在一个密度更高的气体环,很可能是在中心恒星伴星的轨道平面上抛射形成的。
行星状星云NGC 2818位于疏散星团NGC 2818A之中,视星等为8.2,肉眼无法观测。该星团与星云位于南天星座罗盘座,距离地球超过1万光年。观测到的色彩源自不同元素(不同程度电离)在特定波长发射的光。图像中的颜色代表了星云云团发射的光谱范围:红色代表氮,绿色代表氢,蓝色代表氧。“行星状星云”这一名称源于早期观测中这些天体有时呈现的圆形外观,类似行星。实际上,它们是生命终结的恒星,剧烈地将构成自身的大部分物质以气体形式抛射而出。行星状星云NGC 2818与周围恒星分离。这张哈勃图像于2008年11月使用WFPC2(广域行星相机2)拍摄。
爱斯基摩行星状星云(NGC 2392)由天文学家威廉·赫歇尔于1787年在双子座中发现。NGC 2392形似被派克大衣包裹的头部。该星云由两个盘状结构组成:内盘相当明亮,外盘则呈不规则环状。NGC 2392距离地球约4000光年。仅在1万年前,图像中可见的气体还构成了一颗类太阳恒星的外层。该图像中可清晰看到中央恒星。白色可见的内部细丝是由中央恒星猛烈的粒子风喷射形成的。外盘包含长约一光年的橙色细丝。
这张哈勃复合色彩图像是一个经典行星状星云的美丽范例,但具有复杂特征。NGC 6751于2000年4月被选中,以纪念哈勃太空望远镜在轨运行十周年。所选颜色代表气体的相对温度(蓝色、橙色和红色,从最热到最冷的气体)。正是来自中心恒星的强烈热风和辐射塑造了星云的特征形态。这颗垂死的中心恒星亮度相当于9000个太阳。它抛射出外层气体层,暴露出炽热的核心,其强烈的紫外线辐射照亮了被抛出的气体。
星云的直径约为0.85光年,相当于我们太阳系大小的600倍左右。NGC 6751距离我们6500光年,位于天鹰座。