关于星云的梦

摘要

​画家描绘了他从小以来的噩梦,巨大的迷雾般的怪物看不清面孔,只是间或透出一缕宏光,他把怪物想象得比地球还大,释放出了巨大的毁灭力量。然而这个想法一点儿都不离弃,而且很是眼熟——那不就是电离氢区边缘处的象鼻管结构吗?这些巨大的柱体通常比太阳系还大,是大质量恒星产下的“卵荚”,其昏暗的顶端孕育着一颗新的恒星,正如画家害怕的那只眼睛。

题图
      (文/刘大可先生)
      邂逅了一张很吸引我的插画,但这想法一点儿都不离奇,在数千光年的尺度上真有如此庞大的生命

在Deviant Art上看到这张插画,《星云的噩梦》(Nebulous Nightmares)

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Nebulous Nightmares by priteeboy

​画家描绘了他从小以来的噩梦,巨大的迷雾般的怪物看不清面孔,只是间或透出一缕宏光,他把怪物想象得比地球还大,释放出了巨大的毁灭力量。然而这个想法一点儿都不离弃,而且很是眼熟——那不就是电离氢区边缘处的象鼻管结构吗?这些巨大的柱体通常比太阳系还大,是大质量恒星产下的“卵荚”,其昏暗的顶端孕育着一颗新的恒星,正如画家害怕的那只眼睛。

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鹰星云(NGC 6611)的"创生之柱"

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象鼻星云(IC 1396)

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船底座大星云(NGC 3372)局部

宇宙如此浩瀚,其中有些非常强大的蓝巨星和蓝超巨星,质量超过太阳5倍,表面温度超过1万℃,光谱中可见明亮的蓝光,我们将它们归入B型主序星和O型主序星。

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不同光谱类型的恒星,太阳是G型,蓝巨星和蓝超巨星是B型和O型

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蓝超巨星参宿七(Rigel )和女巫星云(IC 2118)

​这些蓝色巨怪能辐射出巨量的紫外线,将周围空间中游离的氢原子电离,成为电离氢区(H II),这些被电离的氢原子会像霓虹灯一样发出波长656.3nm的红光,构成了许多发射星云的主体,其中不乏一些非常著名的案例:​

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猎户座大星云(M42),肉眼可见的巨大星云,最著名的发射星云

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船底座大星云(NGC 3372),其中的海山二是银河系内已知最巨大最明亮的恒星

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蜘蛛星云(NGC 2070),本星系团最大的恒星生成区

​但这些紫外线造成的电离并不均匀,轻微的扰动就能在混沌中放大,聚集出很多密度较高的团块,称为“蒸发气体球”(evaporating gaseous globules,EGGs)。尺寸足有整个太阳系那么大,就是它们挡住了星云中巨大恒星发出的辐射和恒星风,像彗星一样拖出了长长的尾巴,形成了一条条象鼻管。

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玫瑰星云(NGC 2237),在中央蓝巨星的吹拂下可见成排的象鼻管

蒸发气体球不但名字缩写是“蛋”,而且真的处在孵化当中:它们温度较低而密度较高,很快会在引力的作用下吸附更多星际物质,坍缩成一个原恒星,最终点燃核心的氢聚变,成为一颗年轻的恒星——这整个过程都被蒸发气体球浓密的蛋壳遮住,无从观察,但新的恒星一经诞生就会同样发出强烈的恒星风,将周围物质迅速吹散,破壳而出。

而新的恒星如果质量够大就可能发展为下一代蓝巨星和蓝超巨星,它们在活着的时候能电离星际气体,孵化周围的象鼻管;在濒死的时候会发生猛烈的超新星爆发,将自身物质重新播撒到星际之中,并强烈扰动周围的氢云,凝聚出新的“蛋”来。

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右下的水母星云(IC 443)是一个超新星残骸,当初的冲击波在周围形成了极大的物质梯度

​这种周而复始的“辐射——电离——扰动——聚集——坍缩——点燃”过程,能在短时间内产生大量恒星,一个电离氢区能在几百万年的时间里产生成千上万的恒星,直到星际物质被历代超新星的剧烈爆发完全吹散,就演变为一个巨大的星团,然后在漫长的岁月里分散到整个星系中去,在新的地方掀起新的涟漪。

12昴星团被称为七姐妹星团,实际上包含了200多颗恒星,它们已经吹散了周围的星际物质

好好想想这件事,我们会发现这整个过程与地球上渺小的生物惊人地类似:我们在一个物质丰富的地方尽情放纵,生死更迭,繁衍生息,直到耗尽那里的资源才四散离去;我们甚至还会发现恒星内部的对流、电离、聚变等等物理变化构成了与生物体内化学反应一样复杂的稳定反馈系统;唯一不同的仅仅是我们的一切运动来自纳米尺度上的电磁力,而巨大的恒星是被光年尺度上的万有引力操控。

所以如果我要承认重力波和电磁波都是波,那么我也实在无法认为天文学家正在研究死物,我要说他们所见的恰恰是这个宇宙中最普遍最繁荣的生命现象——想象一下吧,如果细菌有智慧,世世代代用微小的望远镜观测我们,我们究竟该叫它们生物学家,还是天文学家呢?​​

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The Stars, My Destination

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  • 版权声明:本文转载自: 刘大可先生的微博,于4个月前,由科学公园发表,共 2504字。
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