专题
首页  >  专题  >  媒体视点  >  名刊精选  >  《科学24小时》

《科学24小时》

开博时间:2016-07-01 14:43:00

旨在向全国广大群众,特别是具有中等文化程度的广大青年,普及科学技术知识,繁荣科普创作,启迪思想,...

文章数

汹涌波涛中的宇宙大蝌蚪

2014-05-17 20:47:35

汹涌波涛中的宇宙大蝌蚪

北辰

 

宇宙的生存环境或许比我们想象的更加艰难,即便是高密度的星际气体,依然会受到各方势力的干扰。它要想成为恒星,只能继续前行。

 

在夏秋季节的夜晚,如果你仰望星空,就会发现一个犹如天鹅飞翔的星座——天鹅座。只要你有一架普通的望远镜,你就能发现天鹅座里波涛汹涌,但这绝不是银河的波涛。银河名叫河却没有水,这是星云的波涛。

27414

 

大蝌蚪的家

星云中的尘埃物质像帷幕那样蔓延,像大海波涛那样汹涌起伏。那些星云尘埃有的稠密,有的稀疏。稠密的渐渐聚拢物质而诞生恒星,稀疏的则还在经历原始积累的过程,但终将会形成恒星。这是一片巨大的宇宙波涛,空间范围超过猎户座大星云。

猎户座大星云是天空中著名的恒星形成区,在其中央区域有一个由4 颗年轻恒星组成的四边形疏散星团。这个疏散星团射出强烈的光线,从而照亮了星云内众多的气体和尘埃。在它内部,聚集着大量已经出生或将要出生的恒星,它们演绎着多姿多彩的恒星生命诞生的画卷。巧合的是,天鹅座的这个大星云也是恒星诞生区,无数高质量的恒星在那里诞生。这片庞大的星云被称为天鹅座X,拥有可以形成超过200 万颗恒星的原始物质。

在这些超大星云中,有一块区域特别值得关注,它的名字叫做天鹅座OB2 星团。之所以叫星团,是因为在那里诞生了许多庞大、明亮的恒星。但其实它还是以星云物质为主。即使是这个天鹅座OB2星团,也比猎户座大星云大10倍。

27415

如果使用大型望远镜进一步观测OB2 星团,就会发现那里存在着一个“蝌蚪”。它的后端似有似无,若隐若现,但是它的头部却异常明显,十分巨大,似乎还可以看到其中的“骨骼”。在“蝌蚪”的前方,还有几颗亮星闪闪发光,似乎在为它指引方向。

这是一个巨大的宇宙蝌蚪,其长度可绵延10 万亿千米。即使是光,也需要一年的时间,才能从大蝌蚪的一端走到另一端。宇宙大蝌蚪距离我们大约4500 光年,它的名字叫做IRAS20324+4057

每一颗恒星都是在宇宙尘埃的基础上形成的,那些宇宙灰尘的主要成分是氢元素,当然也包括其他化学成分。这些灰尘都是过往恒星爆发的尘埃,或是原始宇宙中其他恒星形成后剩下的残渣。它们越聚越多,最终成为一个圆球。当它的质量或体积达到一定程度时,就会产生高温,从而点燃氢元素,氢元素燃烧起来,一颗新的恒星就诞生了。

但是,一颗恒星的形成并不那么简单。气体云凝聚并没有能够成为一个圆球,一个偶然的因素使它成为了一个大蝌蚪。造成这一切的原因就是前方的那些亮星,那些亮星不是一般的恒星,它们是恒星家族中的巨无霸——O型主序星。

 

大蝌蚪诞生记

天鹅座OB2 星团是一个复杂的地带,这个年轻的星团是人类已知的最大的星团之一。或许我们称它为星团并不合适,因为这是恒星诞生的场所,还有很多星云物质没能孵化成恒星。但是,孵化出来的恒星都显示出特别的天赋,它们被称为O 型主序星。

O 型主序星是恒星家族中的巨无霸,它们较为罕见,质量一般是太阳的几十倍。这些O 型主序星燃烧剧烈,表面温度可以达到35 万℃,而太阳的表面温度只有5000℃左右。

O 型主序星的高温告诉我们,那里正发生着剧烈的热核反应,猛烈的光芒带着极高的温度向周围扫射,就像狂风那样扫向四周。这些光被称为恒星风,具有强大的压力。当这些恒星风吹来的时候,正在凝聚尘埃的恒星就会被吹出长长的“尾巴”,塑造出大蝌蚪的形象。

这样的O 型主序星有65 颗,它们在宇宙大蝌蚪前方大约15 光年远的位置。在它们之中,还有一颗极亮的蓝色特超巨星——天鹅座OB2-12OB2-12规模巨大,是银河系中著名的大质量恒星之一。它发出蓝色的光芒,光度是太阳的600 万倍。

除了这65 O 型主序星,还有500 多颗B 型主序星在大蝌蚪的周围徘徊。这些B 型主序星的质量都为太阳的3 万倍左右。

不过,我们无法看到这些明亮的恒星,它们都躲藏在天鹅座的星云后面,距离地球大约4700 光年。这些异常巨大的O 型主序星需要消耗难以想象的能量,它们把大量的物质点燃消耗,变成炽热的光芒,这些光芒导致强烈的恒星风。正是这些躲在星云幕后的65 颗超级巨星,成就了宇宙中的这一大蝌蚪的形象。

27416

 

大蝌蚪走向何方

在天鹅座OB2 星团中,并不只有一个大蝌蚪,在那里至少存在着10 个相似的天体。这些天体在来自星团中央强劲的恒星风吹拂下,形成长长的背向恒星方向的尾巴,该情景使科学家想起了在猎户座大星云中远离四边形疏散星团分布的“原行星盘”。

“原行星盘”本来也是一团气体,但它却诞生在了一颗巨大的恒星身边。猛烈的恒星风将它吹散,形成长长的轨迹,最终成为行星。

但是,这个外形分明的大蝌蚪就不一样了,因为在它周围没有恒星,这注定它会独立为王,形成一颗恒星。至于其他10 个类似的天体,究竟会成为恒星还是行星,就要看它们的造化了。一旦附近有恒星,它们的归宿就是行星。

大蝌蚪要想成为恒星还需克服另一个不确定因素的干扰:天鹅座OB2 星团是一些年轻恒星的形成区,那里早就聚集了许多强光的恒星,它们都是大蝌蚪的兄弟姐妹,而大蝌蚪还只是一个可怜的恒星胚胎。如果不出意外,大蝌蚪应该会成为一颗恒星,但这个“意外”恰恰来自于它的兄弟姐妹。这些恒星正值青年,意气风发,释放出的恒星风相当强烈。恒星风会把大蝌蚪的物质吹散,让它无法聚集起来。

然而,大蝌蚪依然有继续生存下去的能力。就像生物界中的优胜劣汰一样,想要成为恒星,大蝌蚪就必须学会一些本领。它会把周围的物质都聚集到中心位置,并借此产生引力,引力越来越强,被它吸引的物质就会越来越多。而物质越来越多,它的引力也就越来越强。

这些物质就像是蚕茧那样,紧紧包围着大蝌蚪中心的恒星胚胎。而这个胚胎,就像蚕蛹那样安详地存在着。它永远不会知道它出生的环境是多么的恶劣,它也永远不会知道大蝌蚪为了它的出生忍受了多少的恒星风,走过了多少路程。

也许有一天,我们会在宇宙中发现一颗新恒星,而它的祖先就是宇宙大蝌蚪。

 

相关链接

疏散星团:由数百颗至上千颗由较弱引力联系的恒星所组成的天体,直径一般不超过数十光年。疏散星团只出现在恒星活跃形成的区域,包括漩涡星系的旋臂和不规则星系。

主序星:在赫罗图上,恒星的分布不是随机的,而是集中在几个区域内。其中,最密集的区域是自左上角到右下角沿对角线的一条窄带,这里聚集了大多数恒星,这条对角线就被称为主星序,主星序上的恒星就被称为主序星。主序星都处于一生中的氢燃烧阶段。当氢燃烧完后,就会开始氦燃烧,膨胀成红巨星。太阳系的主星太阳就是一颗主序星。

特超巨星:在约克光谱分类中的光度属于0,位置在赫罗图的最上方,是一种具有极高质量与光度的恒星,它们都具有非常高的质量流失率。

原行星盘:在新形成的年轻恒星外围绕的浓密气体。因为该气体会从盘的内侧落入恒星的表面,所以可看做是一个吸积盘。

 




上一篇:自然选择PK人工干预,谁执牛耳
下一篇:牛X的微信
©2011-2017 版权所有:中国数字科技馆
未经书面许可任何人不得复制或镜像
京ICP备11000850号 京公网安备110105007388号
信息网络传播视听节目许可证0111611号
国家科技基础条件平台