如果問(wèn)宇宙中最浪漫的天體,那自然是星云。從外形上看,星云有各種形狀,它們的直徑在好幾光年以上,就像是畫(huà)在宇宙中的一幅幅巨大的畫(huà)卷。而星云來(lái)自一個(gè)恒星的衰亡,它本身又是另一顆恒星的起點(diǎn),串聯(lián)起了宇宙恒星的演化路線。 美麗的星云 隨著人類(lèi)科技的進(jìn)步,我們能夠看見(jiàn)更清晰的星云圖像,雖然NASA呈現(xiàn)給我們的星云圖片是經(jīng)過(guò)處理過(guò)的,目的是為了更加方便觀看,可人們依舊臣服與星云的壯觀。其中最著名的一張星云圖非“創(chuàng)世之柱”莫屬,光聽(tīng)這名字就十分的威武霸氣。然而曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)它的哈勃望遠(yuǎn)鏡觀察到,“創(chuàng)世之柱”正在坍塌,因?yàn)槔锩娉霈F(xiàn)了“蛀蟲(chóng)”。這究竟是怎么回事? 在鷹星云的'創(chuàng)生之柱',于2014年重新拍攝。 創(chuàng)世之柱“創(chuàng)世之柱”是老鷹星云內(nèi)部的一團(tuán)氣體與塵埃組合形成的星云局部圖像,哈勃太空望遠(yuǎn)鏡在1995年4月1日拍攝到,經(jīng)過(guò)NASA一系列的潤(rùn)色后,照片一經(jīng)公布就震驚了全世界。 M16鷹狀星云 老鷹星云編號(hào)M16,位于巨蛇座星云區(qū),同時(shí)也在銀河系的人馬臂上,距離我們的太陽(yáng)系7000光年,光是老鷹的翼展就有上百光年。星云內(nèi)部有大約460顆恒星,因此老鷹星云的亮度其實(shí)是很高的,用普通的天文望遠(yuǎn)鏡也可以觀測(cè)到。 巨蛇座 之所以叫它老鷹星云,是因?yàn)樾螤羁雌饋?lái)像一只翱翔的雄鷹。“創(chuàng)世之柱”的位置正好在鷹的心臟位置,讓其具有了特殊的意義。“創(chuàng)世之柱”的高度大約有5光年,它由三個(gè)柱子組成,每個(gè)柱子的直徑都在1光年以上。之所以叫做“創(chuàng)世之柱”,是因?yàn)檫@里也是老鷹星云誕生恒星最多的地方,仿佛一只手,在締造這些恒星。 在鷹星云的'創(chuàng)生之柱',1995年的原始圖像。 但是天文學(xué)家們卻認(rèn)為,誕生的恒星越多,“創(chuàng)世之柱”就會(huì)越暗淡,隨著時(shí)間的推移,在未來(lái)它有坍塌的可能。其實(shí)這并不是什么悲傷的結(jié)局,相反,這是每個(gè)星云的命運(yùn)。 恒星的搖籃我們?nèi)祟?lèi)將地球成為生命的搖籃,那是因?yàn)槿祟?lèi)誕生在地球之上,對(duì)于地球來(lái)說(shuō),太陽(yáng)系是它的搖籃,因?yàn)闆](méi)有太陽(yáng),地球等行星根本就不會(huì)形成。而對(duì)于太陽(yáng)來(lái)說(shuō),星云就是它的故鄉(xiāng)。 太陽(yáng)系 星云里面最火的,恐怕不是壯闊的老鷹星云,而是M78星云,這是著名影視角色奧特曼的故鄉(xiāng)。事實(shí)上,M78星云真的存在,不過(guò)沒(méi)有所謂的奧特曼,M是給星云命名的一個(gè)編號(hào),比如老鷹星云只是人們的俗稱(chēng),它的學(xué)名叫M16星云。 M78星云 星云的主要成分是氣體和塵埃,它是全宇宙目前已知的直徑最大的天體,動(dòng)輒得咎就會(huì)超過(guò)幾十光年。星云的質(zhì)量非常大,無(wú)奈它的體積也非常大,最后的結(jié)果就是星云的密度很小。從圖片上看,星云一副歲月靜好的樣子,事實(shí)上里面暗流涌動(dòng)。組成星云的氣體主要是氫氣和氦氣,里面的氫元素和氦元素也是元素周期表上的前兩號(hào)元素。 星云 氫和氦是如今核技術(shù)中比較常用的原料,在宇宙中,它們之間會(huì)發(fā)生核聚變反應(yīng),釋放大量的能量。這些能量會(huì)攪亂星云內(nèi)部暫時(shí)的平靜,讓局部地區(qū)發(fā)生物質(zhì)的聚集。聚合起來(lái)的氫和氦就會(huì)形成一顆會(huì)發(fā)光、發(fā)熱的天體,這便是恒星的前身。而那些塵埃,聚沙成石再聚少成多,成為了行星的前身。幾乎每一顆恒星,都誕生在星云之中。 當(dāng)然星云也不完全是恒星的故鄉(xiāng),它還是其他天體,比如彗星的故鄉(xiāng)。人們不禁會(huì)感到疑惑,這么壯麗的星云是怎么來(lái)的,根據(jù)能量守恒定律,它不會(huì)憑空出現(xiàn)的。可以說(shuō)星云是恒星的起點(diǎn),也是恒星的終點(diǎn)。 恒星的“出生”和“死亡”宇宙中沒(méi)有永恒,雖然天體的年齡動(dòng)不動(dòng)就在幾十億上百億年,一切的天體最終都會(huì)消亡,它們有自己的壽命。恒星是宇宙中數(shù)量最多的天體之一,它們也會(huì)經(jīng)歷自己的“一生”。 恒星 前面說(shuō)到,恒星來(lái)自于星云內(nèi)部的核聚變反應(yīng),隨著反應(yīng)繼續(xù),聚集繼續(xù),恒星的質(zhì)量會(huì)越來(lái)越大,引力會(huì)將周?chē)恍┠軌蚬┧褂玫奈镔|(zhì)都吸過(guò)來(lái),直到最后達(dá)成一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡。這個(gè)平衡就是,以這個(gè)恒星為中心,形成一個(gè)體系,那些聚集起來(lái)不發(fā)光發(fā)熱的天體,會(huì)在恒星的引力下圍繞它旋轉(zhuǎn)。 同時(shí),恒星的核聚變還在繼續(xù),隨著動(dòng)態(tài)平衡完成,恒星的核聚變反應(yīng)也會(huì)趨于穩(wěn)定。這個(gè)時(shí)候,恒星就會(huì)進(jìn)入一個(gè)很長(zhǎng)的持續(xù)發(fā)光發(fā)熱的階段。 恒星會(huì)在這一時(shí)期呆很久,有的會(huì)有上百億年,有的可能不足一億年。恒星告別青澀的成長(zhǎng)期,步入成熟期,組成宇宙中最基礎(chǔ)的天文體系——恒星系。 恒星系 我們的太陽(yáng)系就是宇宙中一個(gè)普通的恒星系。恒星的發(fā)光發(fā)熱來(lái)自核聚變,可原料總有消耗完的一天,恒星的氫原子完結(jié)之日,便是它結(jié)束成熟期進(jìn)入老年期的標(biāo)志。老年期會(huì)是怎樣的狀態(tài),取決于恒星自身的質(zhì)量大小。 太陽(yáng)系 小于等于八個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量的恒星,會(huì)在進(jìn)入老年時(shí)期后膨脹,這個(gè)時(shí)候叫做紅巨星。雖然表面的氫被核聚變消耗殆盡,但是恒星內(nèi)部還存在著氫和氦,它們繼續(xù)核聚變。只不過(guò)比起過(guò)去,散發(fā)出來(lái)的能量并不連續(xù),也不穩(wěn)定,這個(gè)時(shí)期的恒星如同老人一樣,脾氣陰晴不定。 氦繼續(xù)核聚變會(huì)生成碳和氧,內(nèi)核開(kāi)始收縮,質(zhì)量都聚集在了內(nèi)核。恒星的外部卻在不斷膨脹,這就導(dǎo)致出現(xiàn)坍塌。最后恒星只剩下一顆冰冷發(fā)白的內(nèi)核,稱(chēng)之為白矮星。 而質(zhì)量大于八個(gè)太陽(yáng)的恒星,其膨脹會(huì)尤為突出,用紅巨星來(lái)形容它已經(jīng)不合適,所以叫超紅巨星。質(zhì)量越大膨脹也就越大,這就不單單是坍塌這么簡(jiǎn)單了,它會(huì)直接爆炸。不管是坍塌也好爆炸也好,都會(huì)把恒星內(nèi)核以外的物質(zhì)全部甩出去。 紅巨星 這些被甩出去的物質(zhì)里,是以氫、氦元素為主的氣體,夾雜著一些碳、氧元素甚至金屬元素,以及爆炸產(chǎn)生的塵埃。是不是在哪里聽(tīng)過(guò)?是的,就是星云,恒星在星云中來(lái),最后又在星云中離去。 不同質(zhì)量的恒星,留下的內(nèi)核不相同,小于等于8個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量的恒星,留下的是白矮星;質(zhì)量大于8個(gè)太陽(yáng)的恒星,要么留下的內(nèi)核是中子星,要么就是宇宙中最無(wú)敵的存在——黑洞。 不管是白矮星也好還是中子星也好甚至是黑洞也罷,它們的密度都非常的大,引力也很大,不過(guò)白矮星因?yàn)轶w積太小,影響力不及后兩者強(qiáng)大,更多的時(shí)候是作為恒星的墓碑出現(xiàn)。 神柱崩塌“創(chuàng)世之柱”只是一個(gè)形象比喻,它并非實(shí)體柱子,而是氣體、塵埃形成了形似神柱的圖像。它本質(zhì)上是星云的一部分,這就意味著每形成一顆新的恒星,就會(huì)消耗“創(chuàng)世之柱”的物質(zhì),相當(dāng)于把柱子“掏”走一部分。 “創(chuàng)世之柱” 哈勃天文望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn),恒星們正如“蛀蟲(chóng)”一樣,在蠶食“創(chuàng)世之柱”里面的物質(zhì),一旦某一天將“神柱”里面的物質(zhì)消耗完,“創(chuàng)世之柱”就會(huì)“崩塌”。也許屆時(shí)整個(gè)老鷹星云的形狀也會(huì)發(fā)生改變,Maybe會(huì)變成一只雞、一只鴨,或者干脆是其他完全不沾邊的動(dòng)物,也有可能,老鷹星云被新生的恒星們四分五裂。 創(chuàng)生之柱:兩張照片拍攝期間發(fā)生驚人變化 不過(guò)恒星的形成過(guò)程是很漫長(zhǎng)的,以我們的太陽(yáng)為例,它真正穩(wěn)定下來(lái)花費(fèi)了大約2到3億年的時(shí)間,因此神柱坍塌是必然的,只不過(guò)我們未必能看見(jiàn)。 而且星云的形狀并非一成不變而是時(shí)刻都在變化,人類(lèi)依靠的是光學(xué)望遠(yuǎn)鏡觀察。星云動(dòng)輒得咎就在幾十光年外,人類(lèi)要察覺(jué)它的變化,恐怕要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的觀察,這個(gè)長(zhǎng)時(shí)間不是幾個(gè)月幾年,是以幾十年起步,千百年為單位記錄,以人類(lèi)的壽命,恐怕辦不到。 刻卜勒式望遠(yuǎn)鏡的簡(jiǎn)圖 NASA在1995年后,幾乎每一年都會(huì)更新“創(chuàng)世之柱”的圖像,不知從何時(shí)起,神柱失去了往日的光輝,它不再熠熠生輝而是趨于暗淡,甚至有點(diǎn)模糊了。天文學(xué)家發(fā)現(xiàn),在老鷹心臟位置誕生的恒星越來(lái)越多,它們的亮度與“創(chuàng)世之柱”成反比。并且威脅“創(chuàng)世之柱”的不僅僅是恒星誕生,恒星“死亡”的時(shí)候也會(huì)對(duì)柱子產(chǎn)生影響。 超新星大爆炸 大質(zhì)量的恒星消亡的時(shí)候,會(huì)發(fā)生爆炸,叫做超新星大爆炸。爆炸產(chǎn)生的能量是巨大的,很有可能會(huì)波及“創(chuàng)世之柱”。人類(lèi)有一句古語(yǔ)叫做“福禍相依”,用在星云身上就是“生死相隨”。有恒星誕生的地方,肯定有恒星死亡,超新星大爆炸就是恒星最后的絕唱,會(huì)十分壯烈。 “創(chuàng)世之柱” “創(chuàng)世之柱”所在的地方是恒星誕生最活躍的地方,同時(shí)也是恒星死亡最多的地方。天文學(xué)家們推斷,“創(chuàng)世之柱”在未來(lái)不一定是被“蛀蟲(chóng)”給“掏空”,而是毀于一場(chǎng)巨大的超新星大爆炸。 人類(lèi)的渺小我們?yōu)槭裁匆ヌ剿餍窃??因?yàn)閺哪撤N角度上來(lái)說(shuō),星云也是我們的起源。遙想46億年前,太陽(yáng)系初生的時(shí)候,太陽(yáng)周?chē)奈镔|(zhì)結(jié)合起來(lái)形成了最初的行星,地球也是在這個(gè)時(shí)候開(kāi)始形成。剛開(kāi)始的地球滾燙無(wú)比,就是一顆炙熱的大火球,甚至還被另外的天體撞擊過(guò),不知何時(shí)地球出現(xiàn)了水。 地球結(jié)構(gòu)圖 關(guān)于地球的水是哪里來(lái)的,我們至今都無(wú)法找到答案,不論來(lái)源,地球的生命開(kāi)始于這些看似平平無(wú)奇的液體。從46億年地球形成,到大約38億年出現(xiàn)生命,中間過(guò)去了差不多8億年的歷史,這成為了人類(lèi)研究地球的空白時(shí)期。在生命誕生之前,到底有怎樣的伏筆被埋下,為何偏偏是地球成為了這場(chǎng)生命之戰(zhàn)的贏家? 我們探索星云,可以觀察恒星的誕生,同時(shí)也能知道行星的形成,可以從中看到曾經(jīng)的地球,了解遠(yuǎn)古時(shí)期,甚至能夠見(jiàn)證另一場(chǎng)生命的誕生。地球的生命是偶然,還是必然,可以從星云中去尋找答案。星云里有沒(méi)有奧特曼我們不得而知,我們能肯定的是,通過(guò)星云,我們可以看見(jiàn)一個(gè)恒星系的過(guò)去、現(xiàn)在以及未來(lái)。 美麗的星云 人類(lèi)太渺小了,就連自己生活的地球都沒(méi)能探索完畢,更何況是距離我們光年之外的星云。所以在看到“創(chuàng)世之柱”的那一剎那,人類(lèi)折服于它的壯闊,也被激發(fā)起了好奇心。宇宙中還有無(wú)數(shù)的壯闊的星云在等待人類(lèi)的發(fā)現(xiàn),我們自己說(shuō)不定就身處在一個(gè)巨大而又美麗的星云之中。 |
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來(lái)自: 天童老僧 > 《銀河系/群星系/類(lèi)星體》