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听星云的唱出星系的“生日歌”

来源:环球科学

这片黑色的条带就是黑暗饰品星云(Dark Doodad Nebula),是新生恒星和行星的家园。Flickr/cafuego, CC BY-SA

我们知道恒星是从宇宙中巨大的分子云中诞生的,这些分子云由气体和尘埃组成。

但究竟是什么决定了这些由星云形成恒星和行星的数量和种类呢?我们的太阳系究竟是怎么从几十亿年前的星云中出生,又是怎么逐渐长大成熟的呢?

这些都是困惑了天文学家几十年的谜题,而我和同事在《科学》(Science)杂志上发表的一篇研究报告为我们对这些问题的理解增加了一个新的维度。

3D绘图

对这些星云三维结构的绘制将会给理解恒星与行星诞生,带来巨大的飞跃。

恒星的形成与星云的成形用的是同一套科学原理。但就算是目前世界最先进的天文望远镜也只能让我们看到星云在天空中的二维投影。

幸好,有一种方法可以让我们有所变通。最近,科学家发现了一种分子云的条纹结构。这种结构是在波的作用下形成的。

说到这里,就到苍蝇座(Musca)出场的时候了,这是团会唱歌的分子云。苍蝇座是南方天空的一朵孤云,就在南十字座(Southern Cross)下方,看起来就像一根纤细的银针(详见顶部图片)。它离地球有几百光年远,二十七光年长,二十光年深,零点几光年宽。

在整个天体的振动作用下,气体和尘埃绘出苍蝇座发丝般的纹理。

这些波纹就像指纹一样独一无二,因此可以被用来辨认星云的边界。这些分界线在星云的边界自然形成,星云的物理性质在边界处陡然变化。

就像大提琴与小提琴的音色不同一样,不同大小和结构的星云振动的方式也不同——它们会不同的歌曲。

星云中的歌曲

在这种理念的引导下,通过计算出苍蝇座振动的频率,我们得以第一次绘制出星云的第三维,也就是沿着我们视线的那一维。

这些观察到的震动频率被调到人耳可听的范围内,就有了苍蝇座之歌

这种方法的效果十分惊艳。尽管从地球上看,苍蝇座像一根细细的圆柱,它被藏在平面中真实的大小可一点都不小。事实上,它的大小都可以与天空中肉眼可见的最大天体相比。

苍蝇座现在并没有积极地生产恒星。还要过上几百万年,引力才能克服撑大星云的其它那些作用力。

所以,在它的结构被确定下来之后,苍蝇座可以作为一个原型实验室,帮助我们比较模型,研究恒星早期的形成。

我们可以用苍蝇座来更好地加大数值分析模型的精度,从而更好地了解我们的太阳系。它能帮助解决许多未解之谜。比如说,彗星中的冰是在有了太阳系后的产物吗?还是可能早在星云阶段中就形成了?

 

作者:Aris Tritsis 

(翻译:费哲妮;审校:顾金涛)

 

本文来自:环球科学
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