星云（Nebula），是一種由星際氣體和塵埃聚集而成的云霧狀天體，主要成分是氫，其次是氦，還含有一定比例的金屬元素和非金屬元素。1990年哈勃望遠鏡升空以來的研究還發現含有有機分子等物質。星云是宇宙中的原始產物，它與恒星關系密切。星云通常也是恒星形成的區域，例如鷹星云。在引力的作用下可以壓縮成恒星，而恒星的氣體進入宇宙空間，慢慢地也會成為星云的一部分。星云按照發光性質可以分為發射星云、反射星云和暗星云；按照形狀可以分為彌漫狀星云、行星狀星云和超新星遺跡。其中，行星狀星云是垂死的恒星內拋出的氣體殼，超新星遺跡是恒星爆炸以后快速向外移動的氣體殼。
17世紀初，在望遠鏡出現不久之后，天文學家就在光學望遠鏡里發現了一些呈云霧狀的天體，把它們稱為星云。而后的1656年，荷蘭科學家克里斯蒂安·惠更斯首次對星云（獵戶座大星云）進行了詳細觀測。2024年，來自香港大學太空研究實驗室的科研人員，利用高信噪比的可見光波段發射譜數據，成功揭示了行星狀星云中硫元素“失蹤”的原因。相關研究成果在線發表于《天體物理學雜志快報》。
定義
星云（源自拉丁文的：nebulae或nebul?，與ligature或nebulas，意思是云或霧）是塵埃、氫氣、氮氣、和其他電離氣體聚集的星際云。原本是天文學上通用的名詞，泛指任何天文上的擴散天體，
包括在銀河系之外的星系（一些過去的用法依然留存著，例如仙女座星系依然使用愛德溫·哈勃空間望遠鏡發現它是星系之前的名稱，被稱為仙女座星云）。星云通常也是恒星形成的區域，例如鷹星云。這個星云刻畫出美國航空航天局最著名的影像：創生之柱。在這個區域形成的氣體、塵埃和其他材料擠在一起，聚集了巨大的質量，這吸引了更多的質量，最后大到足以形成恒星。據了解，剩余的材料還可以形成行星和行星系的其它天體。
星云是由星際空間的氣體和塵埃結合成的云霧狀天體。星云里的物質密度是很低的，若拿地球上的標準來衡量的話，有些地方是真空的。可是星云的體積十分龐大，常常方圓達幾十光年。所以，一般星云比太陽要重得多。
星云的形狀是多姿多態的。星云和恒星有著“血緣”關系。恒星拋出的氣體將成為星云的部分，星云物質在引力作用下壓縮成為恒星。在一定條件下，星云和恒星是能夠互相轉化的。
看來像云霧狀的天體。銀河系內太陽系以外一切非恒星狀的氣體塵埃云。
形態特征
基本特征
人們甚至猜想，恒星是由星際氣體“凝結”而成的。星際塵埃是一些很小的固態物質，成分包括碳合物、氧化物等。每立方厘米10-100個原子（事實上這比實驗室里得到的真空要低得多）。
行星狀星云的樣子有點像吐的煙圈，中心是空的，而且往往有一顆很亮的恒星。恒星不斷向外拋射物質，形成星云。可見，行星狀星云是恒星晚年演化的結果。比較著名的有寶瓶座耳輪狀星云和天琴座環狀星云。
分類
就形態來說，可分為：廣袤稀薄而無定形的彌漫星云(無規則形狀，星云邊界直徑最大為幾十光年，重量在10 個太陽左右，密度在10-100原子/cm3之間。)，亮環中央具有高溫核心星的行星狀星云（行星狀星云有質量中小狀恒星爆炸后產生，核心為白矮星，外形呈圓盤狀或環狀，帶有暗弱延伸星云。），以及尚在不斷地向四周擴散的超新星剩余物質云（見超新星遺跡）。
就發光性質來說，可分為：被中心或附近的高溫照明星（早于B1型的）激發發光的發射星云，因反射和散射低溫照明星（晚于B1型）的輻射而發光的反射星云，部分地或全部地擋住背景恒星的暗星云（如獵戶座馬頭）。前兩種統稱為亮星云，其中亮度時有變化的叫作變光星云。反射星云同暗星云的區別，僅僅是在于照明星、星云和觀測者三者相對位置的不同。
發現
1758年8月28日晚，一位名叫梅西耶的法國天文學愛好者在巡天搜索彗星的觀測中，突然發現一個在恒星間沒有位置變化的云霧狀斑塊。梅西耶根據經驗判斷，這塊斑形態類似彗星，但它在恒星之間沒有位置變化，顯然不是彗星。這是什么天體呢？在沒有揭開答案之前，梅西耶將這類發現（截止到1784年，共有103個）詳細地記錄下來。其中第一次發現的金牛座中云霧狀斑塊被列為第一號，既M1，“M”是梅西耶名字的縮寫字母。
梅西耶建立的星云天體序列，至今仍然在被使用。他的關于這類天體的記錄（梅西葉星表）發表于1781年，引起英國著名天文學家威廉·赫歇爾的高度注意。在經過長期的觀察核實后，赫歇爾將這些云霧狀的天體命名為星云。
由于早期望遠鏡分辨率不夠高，河外星系及一些星團看起來呈云霧狀，因此把它們也稱之為星云。哈勃空間望遠鏡測得仙女座大星云距離后，證實某些星云其實是和我們銀河系相似的恒星系統。由于歷史習慣，某河外星系有時仍被稱之為星云，例如麥哲倫星系，仙女座大星云等。
構成物質
當我們提到宇宙空間時，我們往往會想到那里是一無所有的、黑暗寂靜的真空。其實，這不完全對。恒星之間廣闊無垠的空間也許是寂靜的，但遠不是真正的“真空”，而是存在著各種各樣的物質。這些物質包括星際氣體、塵埃和粒子流等，人們把它們叫做“星際物質”。
星際物質與天體的演化有著密切的聯系。觀測證實，星際氣體主要由氫和氦兩種元素構成，這跟恒星的成分是一樣的。其實，恒星就是由星際氣體“凝結”而成的。星際塵埃是一些很小的固態物質，成分包括碳合物、氧化物等。
星際物質在宇宙空間的分布并不均勻。在引力作用下，某些地方的氣體和塵埃可能相互吸引而密集起來，形成云霧狀。人們形象地把它們叫做“星云”。按照形態，銀河系中的星云可以分為彌漫星云、行星狀星云等幾種。
同恒星相比，星云具有質量大、體積大、密度小的特點。一個普通星云的質量至少相當于上千個太陽，半徑大約為10光年。
基本分類
以發光性質
可分為：
發射星云、反射星云、暗星云
發射星云
發射星云是受到附近熾熱光量的恒星激發而發光的，這些恒星所發出的紫外線會電離星云內的氫氣（HⅡ regions），令它們發光。發射星云能輻射出各種不同色光的游離氣體云(也就是電漿)。造成游離的原因通常是來自鄰近恒星輻射出來的高能量光子。這些不同的發射星云有些類型是氫Ⅱ區，也就是年輕恒星誕生的場所，大質量恒星的光子是造成游離的來源；而行星狀星云是垂死的恒星拋出來的外殼被曝露的高熱核心加熱而被游離的。
星云的顏色取決于化學組成和電離物質的量。由于星際氣體大部分都是在相對較低的能量下就能電離的氫，所以許多發射星云都是紅色的。如果有更高的能量能造成其他元素的電離，那么綠色和藍色的云氣都有可能出現。經由對星云光譜的研究，天文學家可以推斷星云的化學元素。大部分的發射星云都有90%的氫，其余的部份則是氦、氧、氮和其他的元素。
在北半球，最著名的發射星云是在天鵝座的北美洲星云(NGC 7000)和網狀星云(NGC 6960/6992)；在南半球最好看的則是在天淵三的礁湖星云M8/NGC 6523和獵戶座的獵戶星云(M42)。在南半球更南邊的則是明亮的卡利納星云(NGC 3372)。
發射星云經常會有黑斑出現，這是云氣中的塵埃阻擋了光線造成的。發射星云和塵埃的組合經常會造成一些看起來很有趣的天體，而許多這一類的天體都會有傳神或有比喻的名稱，例如北美洲星云和錐星云。有些星云是由反射星云和發射星云結合在一起的，例如：三葉星云。
反射星云
反射星云是靠反射附近恒星的光線而發光的，呈藍色。[由于散射對藍光比對紅光更有效率（這與天空呈現藍色和落日呈現紅色的過程相同），所以反射星云通常都是藍色]
以天文學的觀點，反射星云只是由塵埃組成，單純地反射附近恒星或星團光線的云氣。這些鄰近的恒星沒有足夠的紫外輻射強度，不能讓反射星云像發射星云那樣因被電離而發光，但有足夠的可見光亮度，可以讓塵粒因散射光線而被看見。因此，反射星云顯示出的頻率光譜與照亮他的恒星相似。
暗星云
如果氣體塵埃星云附近沒有亮 星，則星云將是黑暗的，即為暗星云。暗星云由于它既不發光，也沒有光供它反射，但是會吸收和散射來自它后面的光線，因此可以在恒星密集的銀河中或明亮的彌漫星云的襯托下發現。
暗星云的密度足以遮蔽來自背景的發射星云或反射星云的光（比如馬頭星云），或是遮蔽背景的恒星。天文學上的消光通常來自大的分子云內溫度最低、密度最高部份的星際塵埃顆粒。大而復雜的暗星云聚合體經常與巨大的分子云聯結在一起，小且孤獨的暗星云被稱為包克球。這些暗星云的形成通常是無規則可循的：它們沒有被明確定義的外型和邊界，有時會形成復雜的蜿蜒形狀。巨大的暗星云以肉眼就能看見，在明亮的銀河中呈現出黑暗的補丁。在暗星云的內部是發生重要事件場所，比如恒星的形成。
以形態劃分
可分為：
彌漫星云、行星狀星云、超新星遺跡、雙極星云
彌漫星云
彌漫星云正如它的名稱一樣，沒有明顯的邊界，常常呈現為不規則的形狀，猶如天空中的云彩，但是它們一般都得使用望遠鏡才能觀測到，很多只有用天體照相機作長時間曝光才能顯示出它們的美貌。它們的直徑在幾十光年左右，密度平均為每立方厘米10-100個原子（事實上這比實驗室里得到的真空要低得多）。
它們主要分布在銀道面（HOTKEY）附近。比較著名的彌漫星云有獵戶座大星云、馬頭星云等。彌漫星云是星際介質集中在一顆或幾顆亮星周圍而造成的亮星云，這些亮星都是形成不久的年輕恒星。
行星狀星云
行星狀星云呈圓形、扁圓形或環形，有些與大行星很相像，因而得名，但和行星沒有任何聯系。不是所有行星狀星云都是呈圓面的，有些行星狀星云的形狀十分獨特，如位于狐貍座的M27啞鈴星云及英仙座中M76梅西耶76等。
樣子有點像吐的煙圈，中心是空的，而且往往有一顆很亮的恒星在行星狀星云的中央，稱為行星狀星云的中央星，是正在演化成白矮星的恒星。中央星不斷向外拋射物質，形成星云。可見，行星狀星云是恒星晚年演化的結果，它們是如太陽差不多質量的恒星演化到晚期，核反應停止后，走向死亡時的產物。
比較著名的有寶瓶座耳輪狀星云和天琴座環狀星云，這類星云與彌漫星云在性質上完全不同，這類星云的體積處于不斷膨脹之中，最后趨于消散。行星狀星云的“生命”是十分短暫的，通常這些氣殼會在數萬年之內便會逐漸消失。
超新星遺跡
超新星遺跡也是一類與彌漫星云性質完全不同的星云，它們是超新星爆發后拋出的氣體形成的。與行星狀星云一樣，這類星云的體積也在膨脹之中，最后趨于消散。
最有名超新星遺跡是金星座中的蟹狀星云。它是由一顆在1054年爆發的銀河系內的超新星留下的遺跡。在這個星云中央已發現有一顆中子星，但因為中子星體積非常小，用光學望遠鏡不能看到。它是因為它有脈沖式的無線電輻射而發現的，并在理論上確定為中子星。
雙極星云
雙極星云的特征是有著獨特的波瓣形成軸對稱的星云。許多，但不是全部，行星狀星云在觀測上展現出雙集的結構。這可能是有直接關連的兩種類型星云，在星云的發展中是一種在之前的或將取代另一個。
雖然還不知道構成星云的確實成因，它可能是一種稱為雙極逸流的物理過程，即恒星將高能量的粒子拋出成為流束由兩極向外流出的現象。一種理論認為這些流出物會與環繞在恒星周圍的物質碰撞（可能是星際塵埃，或是在早先的超新星事件中環繞在周圍的殼層）。
其他分類
最初所有在宇宙中的云霧狀天體都被稱作星云。后來隨著天文望遠鏡的發展，人們的觀測水準不斷提高，才把原來的星云劃分為星團、星系和星云三種類型。
有的星云是恒星的出生地，星云的塵埃在引力下漸漸收縮成為新的星，如獵戶座的M42星云也有的是老恒星爆炸后的殘骸，如天鵝座的面紗星云。
星云常根據它們的位置或形狀命名，例如：獵戶座大星云，天琴座大星云。
相關概念
星云與星系
由于觀測工具的限制，歷史上，星系曾與星云混為一談。星系一詞源自于希臘文中的galaxias（γαλαξ?α?）。廣義可以是由無數的恒星系（當然包括恒星的自體）、塵埃（如星云）組成的運行系統。指參考我們的銀河系，是一個包含恒星、氣體的星際物質、宇宙塵和暗物質，并且受到重力束縛的大質量系統。
典型的星系，從只有數千萬（107）顆恒星的矮星系到上兆（1012）顆恒星的橢圓星系都有，全都環繞著質量中心運轉。除了單獨的恒星和稀薄的星際物質之外，大部分的星系都有數量龐大的多星系統、星團以及各種不同的星云。
歷史上，星系是依據它們的形狀分類的（通常指它們視覺上的形狀）。最普通的是橢圓星系，有著橢圓形狀的明亮外觀；螺旋星系是圓盤的形狀，加上彎曲塵埃的旋渦臂；形狀不規則或異常的，通常都是受到鄰近的其他星系影響的結果。鄰近星系間的交互作用，也許會導致星系的合并，或是造成恒星大量的產生，成為所謂的星爆星系。缺乏有條理結構的小星系則會被稱為不規則星系。
在可以看見的可觀測宇宙中，星系的總數可能超過一千億（1011）個以上。大部分的星系直徑介于1,000至100,000秒差距，彼此間相距的距離則是百萬秒差距的數量級。星系際空間（存在于星系之間的空間）充滿了極稀薄的等離子，平均密度小于每立方米一個原子。多數的星系會組織成更大的集團，成為星系群或團，它們又為聚集成更大的超星系團。這些更大的集團通常被稱為薄片或纖維，圍繞在宇宙中巨大的空洞周圍。
雖然我們對暗物質的了解很少，但在大部分的星系中它都占有大約90%的質量。觀測的資料顯示超大質量黑洞存在于星系的核心，即使不是全部，也占了絕大多數，它們被認為是造成一些星系有著活躍的核心的主因。銀河系，我們的地球和太陽系所在的星系，看起來在核心中至少也隱藏著一個這樣的物體。
星云恒星轉化
星云的物質密度十分稀薄，主要成分是氫。根據理論推算，星云的密度超過一定的限度，就要在引力作用下收縮，體積變小，逐漸聚集成團。一般認為恒星就是星云在運動過程中，在引力作用下，收縮、聚集、演化而成的。恒星形成以后，又可以大量拋射物質到星際空間，成為星云的一部分原材料。所以，恒星與星云在一定條件下是可以互相轉化的。
恒星也有自己的生命史，它們從誕生、成長到衰老，最終走向死亡。它們大小不同，色彩各異，演化的歷程也不盡相同。恒星與生命的聯系不僅表現在它提供了光和熱。實際上構成行星和生命物質的重原子就是在某些恒星生命結束時發生的爆發過程中創造出來的。
星云趣圖
上帝之眼
2009年2月26日，歐洲天文學家日前從浩瀚太空拍攝到看似目不轉睛的“宇宙眼”的壯觀照片，并稱之為“上帝之眼”。從照片上可以看到，蔚藍色瞳孔和白眼球的四周是肉色的眼瞼，與我們的眼睛像極了，但“上帝之眼”其實浩瀚無邊，它散發的光線從一側到另一側需要兩年半時間。這個物體其實是由位于水瓶座中央的一顆昏暗恒星吹拂而來的氣體和塵埃形成的外殼。太陽系在未來50億年內也將遭受同樣的命運。
“上帝之眼”處于距地球700光年遠的寶瓶座，實際上，業余天文愛好者通過小型望遠鏡可以隱約看見它，他們稱其為螺旋星云(Helix Nebula)，覆蓋的天空區域大概相當于一輪滿月的四分之一。這張罕見、壯觀的照片是由架設于智利拉西拉山頂的歐洲南方天文臺的一臺巨型望遠鏡拍攝到的。照片是如此的清晰，我們甚至可以在中央“眼珠”里看到遙遠星系。
上帝之唇
美國宇航局拍攝到一張暮年恒星形成的星云圖像，星云的形狀酷似撅起來準備親吻的嘴唇。
這顆正在衰亡的恒星船底座V385距地球16000光年，是銀河系最大的天體之一。它的質量是太陽的35倍，亮度是太陽的100多萬倍，在進入暮年后迅速燃燒，內部的物質被釋放出來形成星云。
美國航空航天局的廣域紅外探測器拍攝到的一張紅外照片顯示，船底座V385形成的星云酷似一張撅起來的巨大嘴唇，仿佛宇宙正在親吻人類。
鷹狀星云
在巨蛇座方向距離地球5500光年的發光星云M16。M16俗稱“鷹狀星云”圖像向左上方伸出的那一塊區域，被形象地描述為老鷹的“頭”。在被視作老鷹身體部分的星云中央的那些亮點，就是新形成的恒星。
我們能夠看見發光星云是出于兩個原因。第一個原因，是由于星際氣體反射星光而被我們看見。第二個原因，則如這片鷹狀星云，是許多新形成的恒星所發出的紫外線照射星云內部的氣體，使之電離而發光。
在鷹狀星云里可以看到一個向內伸出的柱狀突出區域，哪里的氣體非常濃密，以致于紫外線難以攝入。那里的氣體受到周圍恒星發出的恒星風的壓縮，也是一個有可能形成新恒星的區域。
面紗星云
天鵝座方向距離地球1600光年的星云NGC 6960的美麗可見光圖像。它的形狀猶如拍打出水波的欲望，因此常被稱為”面紗星云“（又名“天鵝座環”）。
據分析，這片星云是1.5萬年前的超新星爆發后留下的殘骸。在距今1.5萬年以前，在此圖 片的右下方曾經有過一個天體，就是它在那個位置發生了超新星爆發。當時爆發所產生的沖擊波達到每秒數千公里的速度，將星際氣體擠到一起，并使它們紫外輻射強度升高至發光。
面紗星云的實際形狀其實是一個很大的球形，此圖片顯示的只是它西側的一部分。面紗星云的東西方向正好是天河，亦即銀河系銀道面的方向，在這個方向星際氣體的密度較大。因此，面紗星云在此圖片上能夠顯示如此清晰的影像。
參考資料 >
天文學家破解行星狀星云的“硫失”之謎.百家號.2024-02-17
哈勃望遠鏡對星云的觀測.中國星空網.2014-02-23