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通过nasapleiades超级计算机的运算,模拟生成了一个与哈勃jwst观测高度吻合的“数字创生之柱”
。
以下是关键结论:221柱体的诞生:引力与压力的博弈模拟显示,外部冲击波压缩分子云后,云团内部形成了一根“纤维状结构”
。
这根纤维在引力作用下坍缩,逐渐凝聚成三个密度节点——即我们看到的三根柱体。
每个节点的质量约100倍太阳质量,坍缩速度≈每年10?3倍太阳质量。
222侵蚀的速度:与观测一致模拟计算出,恒星风+辐射压的质量损失速率≈每年12x10??倍太阳质量,与哈勃2015年的观测(每年10??倍太阳质量)误差小于20。
更关键的是,模拟预测柱体顶端侵蚀速度是底部的3倍——这与ala观测到的“顶端物质流失更快”
的结论完全一致。
223原恒星的“成长日记”
模拟中,三根柱体内部各形成了一颗原恒星:第一根:05倍太阳质量,吸积盘半径005天文单位,温度800开尔文;第二根:12倍太阳质量,吸积盘半径01天文单位,温度1200开尔文;第三根:3倍太阳质量,吸积盘半径02天文单位,温度2000开尔文。
这些原恒星将在未来10万年内触发氢核聚变,成为主序星——它们的“童年”
,与太阳46亿年前的经历几乎一模一样。
23模拟的意义:填补观测的“盲区”
数值模拟的价值,在于它能看到观测无法触及的细节:观测只能拍到柱体的“照片”
,模拟能看到内部的湍流运动(速度≈1公里秒);观测只能测量当前的侵蚀速率,模拟能预测未来10万年的演化趋势(柱体将缩短至2光年);观测只能研究单个原恒星,模拟能看到整个星云的恒星形成效率(≈10的气体转化为恒星)。
三、宇宙中的“同类”
:恒星支柱的“多样性”
与“统一性”
创生之柱不是孤例。
在天琴座猎户座大星云、船底座ngc3372星云、玫瑰星云中,都能找到类似的柱状结构。
这些“同类”
的命运各不相同,却遵循着相同的物理规律。
31猎户座的“巨人支柱”
:更近、更惨烈猎户座大星云(42)距离地球1300光年,核心有三根“巨人支柱”
,高度≈10光年(是创生之柱的2倍)。
311更快的消亡:更高的恒星形成率猎户座大星云的恒星形成率(≈每年10倍太阳质量)是鹰状星云的10倍——因为它附近有猎户座ob1星协(约100颗ob型星)。
这些恒星的恒星风和辐射压更强,导致支柱侵蚀速度更快:模拟预测,巨人支柱将在5万年内完全消失,比创生之柱短20倍。
312相同的机制:宇宙的“通用法则”
尽管形态和速度不同,猎户座支柱与创生之柱的侵蚀机制完全一致——都是恒星风、辐射压、超新星的叠加。
这说明,恒星形成的“雕刻”
过程是宇宙的“通用语法”
,无论星云在哪个旋臂,都遵循同一套规则。
32船底座的“尘埃堡垒”
:被包裹的“婴儿宇宙”
船底座星云(ngc3372)距离7500光年,核心有一根“船底座支柱”
,高度≈20光年(是创生之柱的4倍),但被厚达10倍的尘埃包裹,只能在红外波段观测。
321高密度的秘密:靠近超巨星船底座支柱的尘埃密度≈每立方厘米10?个粒子(是创生之柱的10倍),因为它靠近船底座η星(120倍太阳质量的超巨星)。
这颗恒星的强烈恒星风将周围气体压缩成高密度结构,形成了“尘埃堡垒”
。
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