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星云们的怪异造型

这些由炙热恒星创造出来的“云朵”,它们可不只是一团模糊的气体云,而是有特别形状的。

1758年,一位法国天文爱好者发现金牛座的恒星之间,有一个云雾状斑块,形状很像彗星,但是它的位置似乎不会变化,这说明它不是彗星,那么它是什么呢?天文学家经过仔细辨认之后,将这个云雾状天体命名为星云。这是人们第一次正式发现星云。
星云其实是由气体和尘埃构成的分子云。它们跟地球天空上的云朵一样,经常会呈现各种各样的奇怪模样,也会因光线而呈现出美丽的颜色。它们分布在茫茫宇宙中,就像漫画书中一幅幅美丽的插画一样,绚烂和神奇。每当发现一团形状奇特的新星云,人们都不禁会联想到生活中相似的物体,因此,人们除了给它一个天文编号外,还会给它取一些有趣的外号,让星云形象地对号入座。
那么,是谁把星云“捏”成各种形状的?宇宙中又有哪些奇特的星云呢?

吃豆人星云.jpg

 

星云背后的“魔手”

阳光明媚的日子里,地球的天空点缀着一朵朵白云,它们时常被大风吹呀吹,吹成各种形状。而宇宙中的星云若想要显现出各种各样的形状,也得依靠一股强大的“风”,叫做恒星风。顾名思义,它是由恒星吹出来的。
我们知道,恒星和星云有着密切的“血缘”关系。恒星是在一片含有氢分子和尘埃粒子的星云中诞生的:星云塌缩,星云附近的物质被收集起来,旋转进入吸积盘,在中心形成原恒星。星云刚开始塌缩时,它还含有很丰富的氢,因此形成的第一颗恒星通常是巨大的蓝色炽热天体。炽热的新生恒星的两极将分别向外喷射流动的气体流,与此同时,恒星还会向各个方向喷射出快速移动且持续不断的粒子流,这种粒子流也就是恒星风。
恒星风有多大,很大程度上由恒星的质量决定。小质量的恒星,比如太阳的恒星风主要是外层发射出的质子和电子在高温和强磁场的作用下,挣脱了太阳的引力,“刮”到其他地方去。太阳的恒星风算是相对温和的,速度为200至300千米/秒。而大质量的恒星发射的恒星风就要强很多倍了,时速可高达2000千米/秒。它们好比沙漠风暴一样,疯狂地刮向四面八方,刮散它们途经之地的气体和黑暗尘埃,甚至可以刮到几光年远的地方。
这些强大的恒星风把附近的气体和黑暗尘埃云打造成了各式各样的奇异形状。同时,当遮住恒星的黑暗“气体面纱”被吹走后,恒星开始浮现出来,它将照亮周围的星云,这时星云就开始向我们展示其绚丽身姿了。

玫瑰星云.jpg

 

宇宙“花儿” 

百花齐放,争奇斗艳是地球常见的景象,但你知道吗?宇宙也会开出美丽花朵,花儿在星云中慢慢绽放,更是妖娆美丽。
鸢尾花星云就像是一朵盛开的蓝色鸢尾花,这也是它的外号的由来。它被刚刚从星云中诞生的明亮的中央恒星所照亮,这是一颗10个太阳质量的大恒星,位于鸢尾花的花蕊深处,这里形似一个中心大洞。这个大洞原来有很多气体和尘埃,只不过被恒星形成时的恒星风吹走了,因此这里变得空荡荡。在鸢尾花的花蕊之外,分布着无数的尘埃粒子,它们将恒星发出的蓝光散射出去,令星云呈现出梦幻般的蓝色,这种情况就和地球大气中的空气散射太阳光,产生了美丽的蓝色天空一样。而蓝色光照射到的地方,恰好形似鸢尾花的重重花瓣。
如果你仔细观察鸢尾花星云,会发现它除了被梦幻的蓝色装饰外,还点缀着星星点点的红色。而红色是另一朵宇宙“花儿”的主导色彩,它就是玫瑰星云。
类似的,玫瑰星云看上去像一朵怒放的红玫瑰,它那好看的、呈对称的形状是由居于中心的年轻炽热星团发出的恒星风和辐射雕刻而成。星团发出强烈、高能的紫外线辐射,足以电离玫瑰星云内的氢气。一旦电离,氢将发射一定波长的光。这光属于红色光范畴,于是看上去玫瑰星云像被涂上了厚厚一层红胭脂。

气泡星云.jpg

 

宇宙飘着泡泡

如果我们将沐浴液挤到手上,稍微搓搓,然后轻轻一吹,就能吹起泡泡,可是想要在宇宙中吹起泡泡,可不是那么容易,需要非常强劲的恒星风才能完成这项工作。而沃尔夫-拉叶星——一种正在演化的大质量恒星,质量通常为太阳质量的8~25倍——就能刮起这样强劲的恒星风,并吹出宇宙泡泡,比如气泡星云就是由它创造的。
来自沃尔夫-拉叶星的狂暴恒星风横扫途经的寒冷星际气体,产生的压力迫使周围的星际气体向外扩张,膨胀形成一个浑圆的气泡状结构,也就是气泡星云。这个宇宙泡泡非常精致,似乎轻轻一碰就会破。由于恒星风太过强大,气泡星云仍在生长变大,目前它的直径已经有大约10光年了。
除了气泡星云,宇宙中还有另一种更复杂的泡泡——新月星云。它的直径更大,大约25光年。其内部有许许多多细小的褶皱和灯丝状物质。它也是被极其明亮的一颗沃尔夫-拉叶星吹塑而成。这颗位于新月星云中央位置的恒星像是着了魔一般,卯足了劲吹出一股股强烈的恒星风,恒星外壳不断剥离,每1万年剥离下来的物质就相当于一个太阳质量,这个恒星已走到生命的末期。

新月星云.jpg

 

大象的鼻子

这原来是一团冰冷的分子云,可是猛烈的恒星风将它吹散,只剩下一个圆圆的鼻头,鼻头后面跟着一条细长且卷曲的“鼻梁”,长长的鼻子超过20光年,整体上非常像大象的鼻子,它就是著名的象鼻星云。
恒星风创造了星云的象鼻形状,而恒星散发的强烈辐射也在影响该星云,它击中了象鼻星云的鼻头,将其中的气体从其冰冷的表面赶走。紧接着,恒星散发的强烈辐射(为紫外线)会电离气体。另一方面,恒星风仍在吹呀吹,一直推挤象鼻星云的“鼻梁”,将“鼻梁”压到一块,使它越来越集中,当压到某一程度时可能会触发引力塌缩。
引力塌缩会诞生恒星,可是象鼻星云中可用的氢不太多,所以它形成的恒星不会很大,估计就是类似于太阳的小质量恒星。一旦小质量恒星开始氢聚变,其温和的恒星风会驱散周围的气体,然后从象鼻里浮现出来,将星云照亮。
可是,对象鼻星云而言,新生的恒星相当“无情”,它们非但没有好好感谢象鼻星云的诞生之恩,还反过来狠狠地咬了象鼻星云一口:新生恒星往象鼻星云身上吹恒星风,不断侵蚀着象鼻星云的身体,使它越来越小,本来就不太多的氢也将越来越少,直到吹走最后一点点氢。
其实,许多星云的边界处有很多长得像大象鼻子的尘埃柱,它们都是由强烈的恒星风雕塑而成的,像是一个个伸到星云旁边喝水的大象鼻子一样。天文学家猜测,除了星云内部会诞生恒星,“大象鼻子”也可能是“孵化”恒星的工厂。

鸢尾花星云.jpg

 

各种有趣昵称

除了之前提到的星云,宇宙中还有很多奇形怪状的星云,许多都有着有趣昵称。例如,吃豆人星云的外形看起来像是吃豆人游戏中那个张大嘴巴吃着豆子的小精灵,而猫眼星云有11个同心圆的尘埃环,加上星云中间的气体云朵,使这个星云看上去像是迷人的猫眼睛。此外还有天鹅星云、老鹰星云、心脏星云、灵魂星云、北美洲星云、马头星云等等。假如有一天,当你不经意发现某片新的星云时,作为发现者,你或许可以根据它的长相给它取一个合适的昵称呢。

 

 

本文源自大科技*科学之谜 2016年第10期杂志文章、欢迎广大读者关注我们大科技的微信号:hdkj1997

 

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