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(photoevaporation)的结果——来自附近o型恒星的紫外线将柱体顶端的氢原子电离,产生的辐射压将物质向外推,同时重力试图拉住物质,形成动态平衡。
次级结构:柱体内部有许多“手指”
状突起,长度从01到1光年不等。
这些突起是密度更高的区域,坍缩速度更快,可能正在形成褐矮星(质量不足8倍木星的天体)或低质量恒星。
隐藏的核心:ala的观测显示,柱体内部存在大量毫米波辐射源,对应着被尘埃包裹的原恒星(protostar)。
这些原恒星的质量从01到10倍太阳质量不等,正处于吸积阶段——通过周围的物质盘不断吞噬气体,增长自身质量。
33动力学:一场与时间的赛跑创生之柱并非静止不变,而是一场激烈的“引力与压力之争”
的战场:向内的引力:柱体内部的物质因密度差异产生坍缩趋势,驱动原恒星形成。
向外的压力:来自附近大质量恒星的辐射压、恒星风(高速带电粒子流)和超新星爆发的冲击波,不断剥离柱体的物质。
根据2015年哈勃的后续观测(使用第三代广域相机wfc3),创生之柱顶端的质量损失速率约为每年10??倍太阳质量(即每100万年损失一个太阳质量的物质)。
按照这个速度,整个柱体可能在10万年内被完全侵蚀——这在宇宙尺度上是极其短暂的(银河系年龄约136亿年)。
这意味着,我们现在看到的创生之柱,可能已经是它们“生命”
的最后阶段。
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四、为什么是“创生”
?恒星诞生的现场直播“创生之柱”
之名,本质上是对它作为“恒星托儿所”
功能的致敬。
在这里,我们可以直接观测到恒星形成的各个阶段,从最初的气体坍缩到原恒星的诞生,再到行星系统的雏形。
41原恒星的诞生:从坍缩到吸积当一片分子云的某个区域密度超过“金斯质量”
(jeansass,引力超过压力的临界质量),坍缩便开始了。
这个过程可能由外部扰动触发,例如附近超新星的冲击波压缩云团,或大质量恒星的辐射压制造密度涨落。
在创生之柱中,坍缩的物质首先形成一个“博克球状体”
(bokglobule)——一个直径约01光年的致密核心,温度逐渐升高至数千开尔文。
随着质量积累,核心中心的压力和温度继续上升,最终点燃氢核聚变,一颗真正的恒星就此诞生(此时称为主序前星)。
42行星系统的“第一块积木”
原恒星周围的物质不会全部被吸积,未被吞噬的部分会形成一个旋转的吸积盘(proarydisk)。
盘的半径可达几十天文单位(1天文单位≈15亿公里,接近日地距离),温度从内盘的几千开尔文(可熔化岩石)到外盘的几十开尔文(可凝结水冰)递减。
通过ala对创生之柱的观测,天文学家已经在部分原恒星周围发现了吸积盘的结构,并检测到了水、甲醇等分子的谱线。
这些分子是行星形成的“原材料”
——岩石行星(如地球)由内盘的硅酸盐和金属构成,气态巨行星(如木星)则从外盘捕获气体,冰巨星(如天王星)则依赖外盘的冰物质。
43恒星的“童年创伤”
:喷流与赫比格-哈罗天体在创生之柱的图像中,许多柱体顶端和原恒星周围可以看到细长的发光丝状物,这些是恒星的“喷流”
(jet)。
喷流由原恒星的两极高速喷出(速度可达数百公里秒),是吸积过程中角动量释放的重要机制——通过将物质沿两极方向抛射,原恒星得以持续从吸积盘获取质量。
当喷流与周围的星际介质碰撞时,会激发赫比格-哈罗天体(hh天体)——一种发出可见光和红外辐射的发光结。
在鹰状星云中,已发现超过100个hh天体,其中最着名的是hh34,它的喷流长度达05光年,如同宇宙中的“灯塔”
,标记着恒星成长的轨迹。
小结:创生之柱,宇宙的永恒寓言在第一篇中,我们从星云的本质讲起,逐步聚焦到鹰状星云和创生之柱的具体特征。
我们了解到,创生之柱不仅是哈勃望远镜镜头下的视觉奇观,更是一个真实的恒星形成实验室——在这里,氢和尘埃在引力的作用下坍缩,原恒星在黑暗中孕育,行星系统的雏形悄然生长,而这一切又被附近大质量恒星的辐射和恒星风加速、雕刻。
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