但不少暗星云的“运气”比马头星云、S星云等更糟，不仅没有恒星来照亮，连后面可以映托出它们容貌的星光也没有，这样人们也就视而不见了。幸得现在天文学家不仅有了光学望远镜，还有红外望远镜、射电望远镜，它们可以帮助天文学家一臂之力，尤其是“哈勃”太空望远镜，更是在探测暗星云中大显身手，有众多惊人的新发现。
当然，暗星云与亮星云还是稍有一些区别的。它们的直径似乎略比亮星云小，最小的暗星云质量只有太阳质量的千分之几。而且暗星云中所含的固态尘埃物质大约占1％~2％，这比亮星云中的比例要高得多。尘埃粒子的大小约为0.1微米左右，它的成分主要是铁、硅、镁、镍及其氧化物、石墨、冰晶等。
近年来，一些人主张把似云非云的球状体也划归暗星云的范畴。因为它们除了体积略比一般暗星云更小一个数量级、密度大几个数量级、形状比较规则外，其他便几乎没有什么不同了。何况现在人们发现的几百个球状体，也多集中分布在暗星云的周围，这无异表明，三者之间确有密切的“血缘”关系。人们由此推断，许多暗星云正是恒星诞生的“摇篮”。
蟹状星云的发现
古诗曰：“不到庐山辜负目，不食螃蟹辜负腹。”螃蟹，人称“无肠公子”、“横行将军”。它是人间桌上的珍品，也是天文学家的“座上宾”——宇宙中有一只、也仅此一只千年不衰的“大螃蟹”。它虽然硕大无比，可凭人的肉眼却看不到，必须用较大的望远镜才能窥知它的尊容。18世纪时，法国天文学家梅西耶把它列入“梅西耶星团星云表”上的第一号“人物”，记为M1。
19世纪中叶，英国一位酷爱天文学的罗斯伯爵，通过10多年的不倦努力，前后花了12000英镑的巨资，终于在1845年造出了一架超过威廉·赫歇耳的大望远镜，并一度称雄世界。
它那块大镜头的口径为72英寸（184厘米），重达3.6吨。这架望远镜的镜筒是用厚木板制成的。为了加固，外面套上了许多铁箍。这个木制镜筒直径为2.4米，长17米，竖起来有6层楼那么高。为了使这架庞然大物不受大风的影响，罗斯只能把它安置于两堵高墙之间，它们都有17米高、22米长。夹在中间的大望远镜可以在南北方向的子午面附近自由转动，但要在东西方向运转却很困难。罗斯对自己的成果得意地称之为“列维亚森”，这是《圣经》中一种巨兽的名字。
1848年，罗斯仔细观测了M1星云，发现它原来是一个形状不规则的云雾块，中间还有许多明亮的细线纵横交叉。他想到了八足两螯的“横行将军”，故称它为“蟹状星云”。这个形象而奇特的名字一直沿用至今。
蟹状星云位于金牛座内，角大小为7′×4′，距离太阳1.9千秒差距，由此可算出它的实际大小是12×7（光年），总质量约为二三个太阳质量。它的可见光不算太强，但总辐射（包括从射电，红外到紫外、X射线、Y射线）却比太阳强几万倍，为1031焦耳。
1921年，美国天文学家对比了相隔12年的照片后发现，这只“螃蟹”还在不断长大。几年后，有人算出了它的膨胀速度为1100千米。这样不难从现在7光年的直径算出，大约在900多年前，这只“螃蟹”差不多还只是“卵”样的一点！事有凑巧，人们发现我国古代史书《宋会要辑稿》中有载：“至和元年（1054年）五月，晨出东方，守天关，昼见如太白，芒角四出，色赤白，凡见二十三日。”参照其他史料可知，它爆发于1054年7月4日，最亮时蟹状星云是中国史书中记载的于1054年（北宋）超新星爆发的产物，也是被研究最广泛、对天文学影响极深远的超新星遗迹。
白天也可见到它，一直到1056年4月6日才从肉眼中消失，在天空中出现的时间长达643天。
通过反复论证，蟹状星云正是这次“天关客星”1054超新星爆发后的产物，所以称之为“超新星遗迹”。因为我国史料有众多的记载，故这颗超新星也常称为“中国（超）新星”。
超新星遗迹本身就是当代天文学中最热门的研究课题之一，因为它涉及超新星爆发原因及爆发以后如何演化的问题。超新星爆发是恒星世界最猛烈的活动，其能量之大可把太阳比作“沧海一粟”。前面说到，超新星爆发的原理至今仍未弄清楚，这里也许蕴藏着对人类未来关系极大的科学真理。大家知道，20世纪30年代科学家们对恒星和太阳能量来源的研究，为科学的发展作出了重大贡献，帮助人们打开了原子世界的大门，搞清了核聚变反应的机理，制造出了氢弹，为和平利用核能铺平了道路，把世界推进到了“原子时代”。
可以预言，如果人类一旦真正解开了超新星爆发之谜，掌握了它的全部奥秘，就可以掌握比今天任何能源强亿亿倍的本领，这亿亿倍的高能源足以改造整个地球……但研究超新星又谈何容易，谁能预见哪颗星将会爆发？所以只能从历史资料中去搜集蛛丝马迹，而蟹状星云则提供了最生动的实例。它是所有超新星爆发记录最周详的，也因为有这些资料才证实了“超新星遗迹”，证实了恒星演化理论。蟹状星云是超新星遗迹中的佼佼者。1968年，这位佼佼者又锦上添花——通过射电观测，人们进一步撩开了它的“面纱”，原来在蟹状星云的“肚子”里还有着一颗脉冲星（即中子星）PSR0531+21。测定后知道，这颗脉冲星的质量约1.5M，用可见光进行观测，它相当于一颗17等的暗星。
PSR0531+21是脉冲星中的“上品”，在许多方面，它堪称脉冲星之冠。它是一般脉冲星中脉冲周期最短的，为0．033秒，这说明它的自转是每秒钟30圈——比飞旋的马达还快得多，其赤道线速度更是快得无法想象。它又是证实与超新星关系的第一个观测样品。PSR0531+21的发现，证实了科学的恒星演化理论，也证明了超新星与超新星遗迹、脉冲星之间的演化关系。这颗脉冲星特别有价值的另一点是，除了射电脉冲外，它还发出可见光脉冲、红外线脉冲、紫外线脉冲、X射线脉冲及丁射线脉冲，是脉冲品种最齐全的难得的“样品”，为人们用各种手段来研究脉冲星开了方便之门。因此，蟹状星云是科学家们今天研究最多的超新星遗迹，蟹状星云内的脉冲星又是人们最垂爱的脉冲星研究样品。这些年来，有关它们的科学论文比比皆是。对它的研究，为推动高能天体物理、原子核理论、恒星演化、相对论天体物理等的发展，做出了不可磨灭的贡献。难怪国外有位天文学家曾夸张地说：“蟹状星云的研究，占据了现代天文学的一半。”
行星状星云的发现
1779年，英国有一个名叫威廉·赫歇耳的乐师磨制了一架反射望远镜。虽然它的口径只有6.5英寸（16厘米），焦距长2米，但质量却相当出色。每到夜幕垂临，他常带着比他小12岁的妹妹，一同用这架望远镜观察有趣的星空。他决心要巡视整个天区，结果在天琴座内发现了一个略带淡绿色、边缘相当清晰的小圆面。赫歇耳深知，恒星在他望远镜中决不会变成绿色圆面的，它倒有些像太阳系中的行星（如火星、木星那样），因而把它称为“行星状星云”。后来，赫歇耳终于成了一代天文宗师，荣任英国皇家天文学会首任会长。正是他那显赫的声誉，使这个名不副实的怪名字一直沿用到今天。
后来，人们用大望远镜仔细端详了这些奇特的圆斑，发现原来它们乃是一些动人的环状星云。乍一看去，宛如美丽的戒指，仔细审视，还可发现，“戒指”中央往往还有一颗白色或蓝色的恒星，就像镶嵌在戒指上的一枚华贵的宝石。
随着望远镜的增大，行星状星云的数目也很快增加，在1940年时人们仅知130多个，但到1977年已达到1237个。通过大望远镜，人们更看清了它们的庐山真面目，原来它那环状或盘状的星云内，还有纤维、小弧段、气流、斑点等精细结构。并且，还发现了一些形状奇特的行星状星云，如位于狐狸座内的M27，就是一个很有名的“哑铃星云”，其外形与锻炼身体的哑铃酷似。
现在所发现的1000多行星状星云，都分布在银道面的两侧，因而有人认为，肯定还有更多的行星状星云被暗星云挡住了，进而得到太阳附近行星状星云的平均密度是每千立方秒差距中30~50个。按这样的比例推论，银河系中应有4～5万个行星状星云，即现在发现的仅占2％~3％。再说，现在从银河系近邻的星系中，也发现了许多这种天体。所以看来上述的推论还是比较可信的。
仙女座内的行星状星云——土星状星云
研究后表明，行星状星云气壳内的物质稀薄得难以想像，以致天文学家宁愿用粒子密度来表示——每立方厘米中只有102~108个原子。所以即使以105个原子／厘米3计算，可以作如下比喻：如果切一条长达日地距离1.5亿千米、截面为10平方米的体积，其总重仅只0.15克左右！它们都在不断地向外膨胀，膨胀的速度约10~50千米秒。由此可见，天长日久，它们将变得越来越稀薄，并最终完全消散在广袤无垠的宇宙，呈现出的是像卫星一样的景象。之所以叫它星云，是因为与卫星不同，它们都是像太阳一样能发光的、死的恒星。某些气体从年老的星球表面离开，以每秒钟10公里的速度向外扩张，随着各种扩散运动．原本是星云中心的星球只剩下一个小小的“心”，发出白色的光。剩下的这颗小星星通常被称作“白矮星”。宇宙之中估计它们的寿命不会太长，约为几万年左右。
脉冲星的发现
1967年7月，英国剑桥大学射电天文台专门设计制造的一架新型射电望远镜开始投入观测，它那分排成16排的2048个天线，占地21000平方米（相当于32亩）。它的观测结果都自动记录在一盘盘的纸带上，一天下来，得到的纸带有30多米长。10月份，休伊什教授的一位女研究生贝尔小姐在分析这些资料时发现，其中似有一个神秘的射电源，每到子夜时便会发光闪烁，而分析表明，子夜时仪器正对着狐狸座的上方，这种闪烁表现为一个个有规则、有周期的脉冲。休伊什对这种原因不明的脉冲讯号很感兴趣，决定改进仪器与方法，作进一步的研究。11月28日，他们已证实这个射电源发出的无线电脉冲波长是3.7米，周期极其稳定，为1.337秒。
这是什么引起的呢？显然不是太阳，因为子夜时太阳在地球的“下面”。是人类自己造成的无线电干扰吗？也不像，因为它来自固定的天区——狐狸座。休伊什不禁怦然心动，他想到了科幻小说中的“宇宙人”，或许这是他们正在向茫茫太空中发出找寻知音的讯号？这种周期准确、强度变化的讯号难道正是它们的电码？休伊什这时刚读到一本引人入胜的描写“宇宙小绿人”的科幻小说，在宇宙深处某个遥远的星球上，有着一个极其繁荣发达的文明社会。由于这个星球强大的引力作用，那儿的居民怎么也长不高。因为科学技术太先进了，那儿的人不必劳动，四肢也退化了，惟有发达的大脑。他们也不要吃东西，因为它那绿色的皮肤可以像植物那样进行光合作用……当然他们也在努力寻找其他的星球。
自从1967年发现第一颗脉冲星以来，天文学家已经发现1000多颗脉冲星。脉冲星是有着强磁场的旋转着的中子星，它们发出有规律的射电脉冲。最快的脉冲星发出的脉冲为624次／秒，而最慢的脉冲为每5.1秒一次，多数脉冲星位于我们银河系，但也有很多在球状星团中发现。麦格内塔星是新发现的一颗有着更强烈磁场的中子星。他们可能与太空中的一些神秘伽马射线的爆发有关。于是休伊什把这个神秘射电流记为“LGM”。LGM正是小的绿色人（Little Green Men）的缩写。他也确实花了一番工夫来研究这些“密码”，企图破译“小绿人”呼叫的具体内容……
随后，有关这种奇特脉冲的发现纷至沓来，到1968年1月，贝尔小姐已查明会发出这种令人费解的“密电码”的射电源有4个！哪会有这么多的“宇宙小绿人”同时向我们呼叫？而且它们正好不约而同地使用同一“电台”的频率（81兆赫或波长3.7米）？于是科学家相信，这是一种以前不知道的新型天体——射电脉冲星，简称脉冲星，统一的记录符号为“PSR”后加位置。如最早发现的狐狸座脉冲星记为“PSR1919+21”，表示它的赤经为19小时19分。
1968年2月，休伊什宣布了发现脉冲星的消息，引起了很大轰动，人们争相探索。到1968年底，脉冲星的名单已扩大到23颗，现在已有近千颗。后来人们把这列为“20世纪60年代四大发现”之一，休伊什还因而获得了27.5万瑞典克郎的1974年诺贝尔物理奖！
经过几年研究，人们终于相信，脉冲星不是什么“怪物”，而是人们还未见过面的“老朋友”。早在20世纪30年代时，一些核物理学家就预言，宇宙中可能存在着全部由中子组成的“中子星”。众所周知，物质通常都是由分子构成的，而分子又是由原子组成的。原子本身就像小小的“太阳系”，原子的质量集中在中心的原子核内，因为电子的质量只有中子或质子的1/1840。
中子星旋转的同时，从它的两个磁极各发出一束电波。每当波束扫过地球时，我们探测到一次射电波脉冲，就像灯塔的灯光一样。旋转着的中子星逐渐散尽了它的能量并慢下来，几百万年后它就慢得发不出射电波并逐渐消失。以氧为例，氧原子外围有8个电子，核内有8个质子和8个中子，所以氧原子核的质量是其电子质量的29000多倍。但原子核的体积很小，只有整个原子的十亿分之一。如果原子像个直径1米的圆球，那原子核只有菜子那么大。但是，电子的壳层十分牢固，任你重锤猛敲，火烧冰冻，都无法破坏它。20世纪30年代时科学家认为，宇宙间有各种特殊条件，由于某种极大的压力，使原子的电子壳层被压碎，本来在外围高速运动的电子被压进了原子核内，带负电的电子与带正电的质子就会吸在一起，电荷抵消而变成中子，这样便形成了全部由中子组成的“中子星”。可想而知，中子星的密度将大得不可思议！
在半个世纪以前，人们对诸如天狼伴星那样的白矮星为什么会有这么高的密度，还难以理解，比白矮星还密亿万倍的中子星，只是科学家笔下的“水月镜花”而已，就连从理论上作此预言的前苏联天文学家朗道本人，心底深处也不指望宇宙中真会有这种奇特的天体。
脉冲星的发现，使得人们旧话重提。通过各方面的论证，现在科学家们早已确信无疑，脉冲星就是中子星——高速自转着的中子星！
