Cosmic Scale
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恒星是怎样诞生的

从寒冷黑暗的云,到旋转的核心、带喷流的盘、正在形成的行星,再到核聚变点燃

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寒冷黑暗的云

哪些是实测、哪些是绘制:温度来自气体的射电辐射和尘埃的辉光。这里的云是绘制的:它的团块来自噪声,而不是真实云的分布图,云后的恒星是应用自己的星空。

有什么挤压了它

所以,凡是能挤压气体的东西都会造出恒星。超新星的冲击波、炽热年轻恒星的星风、云与云的碰撞,或是气体穿过旋臂时缓慢的拥挤,都能把云的一部分推过这条界线。最古老陨石中的短寿命放射性原子暗示,附近的一颗超新星可能帮助触发了太阳本身的诞生。

哪些是实测、哪些是绘制:金斯质量是根据实测的温度和密度用公式算出的。冲击波画成一层淡淡的薄幕;真实的冲击波肉眼是看不见的。磁场和湍流也会托住云,所以真实的核心往往需要超过金斯质量才会坍缩。

核心向内坍落

气体稀薄时,坍落产生的热以红外光形式逃走,核心保持寒冷。一旦中心密到能困住热量,热量就会积累,压力上升,形成一个炽热的核心:原恒星的种子。这里的坍落用几秒钟画出,而不是 10 万年。

原恒星和它的盘

旋转的气体变扁,形成环绕新生原恒星的盘。原恒星仍深埋在尘埃茧中,只能在红外和射电波段看到,它靠从盘中吸取物质而长大。

在天文学家所说的 0 类阶段,原恒星的年龄不到约 10 万年,只聚集了最终质量的一部分。它靠落下气体撞击它的能量发光,但这些光被尘埃茧吸收,茧在红外波段发光。韦布的红外相机和 ALMA 等射电望远镜能看透到它。

哪些是实测、哪些是绘制:原恒星、它们的盘和茧都出现在红外和射电图像中,它们的大小也由此测得。这里原恒星的辉光画得比恒星本身大得多,尘埃画得比实际薄,好让你看到里面。

喷流:赫比格-阿罗天体

喷流冲进周围较慢的气体时,激波加热气体使其发光。乔治·赫比格和吉列尔莫·阿罗在 1950 年前后研究了这类光斑,当时还不知道它们是怎么形成的;如今已知的有数百个。韦布 2023 年拍摄的 HH 211 红外图像显示,沿着受激波冲击的喷流,氢分子在发光。

哪些是实测、哪些是绘制:速度来自多普勒频移,以及在相隔多年拍摄的图像之间移动的结。这里的喷流画得比真实的短,真实的喷流可延伸好几光年,而它们的结向外移动的速度也比实际快得多。

不靠聚变发光

金牛座 T 型星以最早发现的那一颗命名,它是金牛座中一颗亮度会变化的星。当盘中的气体团落到它们身上时,它们会不规则地变光;它们虽然比太阳冷,却常常比太阳亮,因为它们大好几倍。它们的星风和光会慢慢清除周围的气体。

聚变点燃

恒星一生的大部分时间都待在主序上,稳定地聚变氢:太阳约为 100 亿年。画出来的部分:恒星画得比在这个比例下应有的大得多,它的增亮过程需要数百万年,这里加速到几秒,而且只是平滑变化。

我们能看到的恒星摇篮

猎户座大星云是离我们最近的大型恒星摇篮:一片被中心四边形星团的炽热年轻恒星照亮并吹开的发光云。在猎户座腰带下方,它在猎人的佩剑处以一颗模糊的星的样子出现,肉眼可见。哈勃发现它的许多年轻恒星都被自己的盘包裹着,那是形成行星的原材料。

哪些是实测、哪些是绘制:这类星云的粉色辉光来自被紫外线照亮的氢,青绿色来自氧,两者都在光谱中测得。这里的恒星摇篮是绘制的,不是真实星云的分布图:浓密黑暗的柱子指向照亮它们的炽热恒星,就像创生之柱那样。

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