How big is 螺旋星云?

螺旋星云是一片行星状星云，也就是垂死恒星周围发光的气体，位于宝瓶座内，距地球约 650 光年。光年是光在一年内传播的距离，约合 9.46 万亿千米。这个星云暗淡的最外层圆环直径约 5.3 光年，合约 50 万亿千米。大多数照片中所见的明亮圆环，宽度不到这一数值的一半。

大小

星云没有清晰的边界，因此其大小取决于测量的是哪一部分。一项 2004 年的研究结合了哈勃太空望远镜的图像与地面望远镜拍摄的宽视场影像，发现明亮的主环其实由两部分组成：一个内侧的盘状结构，以及环绕在外、几乎与之垂直的外环。二者外面还包裹着一层暗弱得多的最外层圆环，它在与恒星际稀薄气体相遇的一侧被压扁。

这些结构是根据它们在天空中的视宽度来测量的，其真实大小则取决于距离。盖亚探测器精确测定了这个星云中心恒星的位置，得出其距离约为 199 秒差距，1 秒差距约合 3.26 光年，因此约合 650 光年。按这一距离计算，内侧的盘状结构直径约 1.6 光年，外环约 2.3 光年，最外层圆环约 5.3 光年。

2004 年的那项研究采用的是较早测定的 213 秒差距这一距离，据此算出最外层圆环直径约 5.7 光年。广域红外巡天探测器拍摄的红外图像显示，整个星云外面还有一层更加暗弱的晕，按盖亚测定的距离计算，其直径约 7.5 光年。

大小比较

• 最外层圆环的直径约为太阳到比邻星的距离（约 4.2 光年）的 1.25 倍，这段距离是本站中下一个更小的对象。
• 这大约是地球到太阳平均距离的 34 万倍。
• 如果把太阳缩小到一个篮球那么大，螺旋星云的直径就会大约是 8700 千米，约为地球宽度的三分之二。
• 从地球上看，这道明亮的圆环显得又近又大，视直径几乎相当于满月的一半。

星云的形成

行星状星云的形成，是因为一颗中等质量的恒星走到生命尽头时，把外层的气体抛入太空。这些气体之所以发光，是因为受到中心垂死恒星能量的照射。尽管名字里有“行星”二字，行星状星云其实与行星毫无关系。用小型望远镜观测时，许多这样的星云看起来像圆盘，和行星很相似，这个名字就是这么来的。

2004 年的那项研究测量了螺旋星云各部分的膨胀速度，并据此推算出它们形成的时间，估计内侧盘状结构的年龄约为 6600 年，外环约为 1.2 万年。德国天文学家卡尔·路德维希·哈丁于 1823 年发现了这个星云。

彗星状气体结

星云中散布着大约 3500 个彗星状的气体结，在明亮圆环的内侧分布得最密集。天文学家称它们为“彗星状气体结”，因为每一个都像彗星一样，有一个发光的头部和一条暗淡的长尾。每条尾巴长约 1600 亿千米，大约是日地距离的 1000 倍。

哈勃望远镜的图像暗示，这些气体结形成于垂死恒星喷出的高温气体，与它大约 1 万年前抛出的较冷气体相互碰撞的地方。预计这些气体结最终会逐渐消散在恒星之间的空间中。

参考资料

• Caldwell 63. NASA Hubble Space Telescope, Hubble's Caldwell Catalog.
• Unraveling the Helix Nebula: Its Structure and Knots. O'Dell et al., The Astronomical Journal, 2004.
• Gaia EDR3 distance to the central star of the Helix Nebula, source 6628874205642084224. Bailer-Jones et al., via CDS VizieR, 2021.
• Estimating distances from parallaxes. V: Geometric and photogeometric distances to 1.47 billion stars in Gaia Early Data Release 3. Bailer-Jones et al., The Astronomical Journal, 2021.
• Discovery of a halo around the Helix Nebula NGC 7293 in the WISE all-sky survey. Zhang et al., The Astrophysical Journal, 2012.
• Measuring the Universe. International Astronomical Union.
• The Nearest Neighbor Star. NASA Goddard Space Flight Center, Imagine the Universe, 2020.
• Sun Fact Sheet. NASA, 2024.
• Earth Fact Sheet. NASA, 2024.
• Official Basketball Rules 2026: Basketball Equipment. FIBA, 2026.