"走近"星云,探秘恒星和星系诞生的地方

"走近"星云,探秘恒星和星系诞生的地方

科学家一直以来就十分困惑,恒星是如何诞生?宇宙中这么多天体为什么会在某个空间和时间诞生一颗颗"亮晶晶"的气体星球,并且这颗"星球"犹如魔鬼的居所一样,让人不能靠近。

古人在夜观天象的时候,就执意认为天上一闪一闪的星星就是地上的"风云人物",他们的寿命是如此的漫长,所以就名之为"恒星"。我们现在知道了尽管恒星寿命很长,远超人类和地球,但是恒星也是有着出生、长大、青年、成年和死亡的,科学家称之为恒星的生命周期。你了解恒星吗?了解我们的太阳吗?今天,我们就"走近星云",一探恒星的前世今生。

恒星

恒星的诞生之谜

尽管人类的科学已经取得了显著的进步,但是对于恒星是如何形成这个问题还是一个谜。为了解开这个困惑人类几千年的谜题。在2004年NASA研制和发射了著名的Spitzer 太空望远镜(中文翻译为:"斯皮策"太空望远镜),这个望远镜与众不同,不仅仅是名字有个性,"身份"和用途也不同。斯皮策太空望远镜是为了观测恒星和恒星诞生的地方而专门研制的的太空望远镜。

斯皮策太空望远镜

一般情况,在地球上观测宇宙中的恒星会受到地球大气的影响,无法直接观测到一些发光暗淡的恒星或者深空中的天体。此外,"幼小"的恒星一般处于星云之中,星云的组成部分很复杂,有氢气、尘埃、热量混合交织在一起,一般密度也非常巨大,所以不利于观测星云内部发生了什么。幸运的是,星云内部的热量会向宇宙空间发生红外线,因此斯皮策太空望远镜就是利用红外线进行有效观测星云,对恒星们的"家"进行透视性"窥探",希望借此技能,可以解开恒星诞生之谜。

"斯皮策"太空望远镜

"斯皮策"太空望远镜是NASA在太空设立的一座"红外天文台",它与哈勃、钱德拉和康普顿太空望远镜一起组成了NASA的"太空天文台计划",各司其职与地球上的"天眼"合作,组成了人类探索宇宙的"巨人之眼"。

星云

恒星"诞生"机制

经过斯皮策望远镜十五年不间断地观测,科学家对恒星的诞生机制有了初步的了解。星云诞生一颗恒星一般需要具备几个"极端"的条件:大量氢气、尘埃、巨大引力和漫长的时间。这在这在宇宙中似乎很常见,但却不是经常发生。为什么呢?我们可以想象一下,起初,星云中大量的物质由于引力作用到氢气团,导致氢气受热温度升高,随之引起尘埃等物质发热、反应和发光。尘埃和气体在巨大引力的作用下开始聚集到一起,形成一个巨大的"物质旋涡"。

经过数十万年,星云随着物质不断聚集和反应,密度变得越来越大,直径甚至会超过太阳系的直径。而在星云的中心,氢气团受到大量物质重力和引力的双重压力,会形成具有超高密度和温度的球体。随着密度和温度的不断增加,氢气团会在一个"奇点"发生核聚变反应,从而导致巨大的气体、物质和能量的喷射而出,形成巨大而壮观的光柱,此时星云的核心就诞生了一颗恒星。

新恒星诞生

年幼的恒星会不断发生核聚变反应,向外释放光和热,也会通过引力"吞噬"一些尘埃和天体,扩充自己的势力,也可能会吸引周围的物质围绕它运行,久而久之就形成了星系。

恒星都是"独生子"吗?

我们的太阳系只有一颗恒星,所以科学家一开始就认为恒星也许"独生子"比较多,但是随着对宇宙的持续观测,我们发现银河系中大多数恒星都是双胞胎。"星弟"和"星哥"们互相吸引又似乎互相排斥,在某种神秘的力量作用下保持着一定的距离,就像两个要好的兄弟一样亲密的玩耍,但有不越雷池一步。

这些双子恒星是怎么形成呢?科学家目前也解释不清楚。有人认为双子恒星是两个不同的星云形成,在"机缘巧合"的时候碰面了所以"一起玩耍"。也有科学家持不同观点,他们认为认为就像人类的同卵双生一样,同一个星云也是可以孕育两颗恒星的,但是这两颗恒星为什么诞生之后对彼此都没有毁灭性影响呢?这个秘密可能要依靠"斯皮策"望远镜来解开了。

双子恒星

在过去,科学家们曾使用计算机模拟了双恒星的形成过程,以显示不规则形状的包裹,可能导致双恒星形成。比如,向内下落的物质将集中在团块中,而不是均匀散布,从而形成了两颗星而不仅仅是一颗。但是,遗憾的是,直到现在,人们还没有观测到这种情况,所以有待进一步的证据到来。此外,"斯皮策"太空望远镜近来也发现了很多有意思的现象,比如星云中幼小的恒星会像人类婴儿一样"吐泡泡玩",有些行星竟然没有甲烷,似乎缺失了"宇宙味道"。此外,斯皮策还发现了一些古老星云遗迹,这些星云中存在着很多红巨星,似乎这些恒星在年轻的时候就突然"死亡"了。天文学家就像"考古学家"一样,翻看着这些遗迹,一边津津乐道,一边困惑不解。

恒星生命周期

结语

探索恒星的诞生之地有助于我们理解恒星存在的价值和意义,也有助于人们思考恒星为什么在宇宙中与众不同。人们探索的脚步永不停止,恒星之梦终会在未来实现,希望恒星的形成之谜早日水落石出。

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页面更新:2024-03-26

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