天文 : 物理學類 > 獵戶星雲
目錄
No. 1
  獵戶星雲
  12月29日,哈博太空望遠鏡轉嚮巨大的獵戶星雲。這是銀河係中最年輕的星雲。在北方晴朗的夜空中,獵戶星雲格外引人註目。當然,這不僅僅是因為它特別明亮,古希臘的神話傳說更令它充滿浪漫色彩:大約公元前2000年前,占星師將天空中的亮點連接起來,勾勒出希臘神話中的獵戶(orion), 狩獵女神阿耳特彌斯(artemis), 與他墜入愛河。可是女神的雙胞胎兄弟#--阿波羅#--妒忌獵戶的才幹,派遣蝎子害死了他。
  獵戶星雲也是離地球最近的星雲。星雲(nebula)一詞在拉丁語中的意思是迷霧、雲翳。天文學家奧戴爾專門致力於獵戶星雲的研究。這一次,他再次觀測獵戶,希望揭開一個急待弄清的謎題。
  在哈博望遠鏡修復前攝下的圖片中,奧戴爾發一組模糊的亮斑。這些斑點,形狀不規則,隨機地排列在一起。他無法確定這是星雲物質,還是人造器物被攝入有誤差的光學鏡頭,就象當年伽裏略在望遠鏡裏看到圍繞木星的衛星,事實上衹是空氣氣泡。但是,如果這些斑點是真實的星雲物質,那它們又是什麽,為什麽如此明亮?
  奧戴爾認為,這些亮斑很可能是由恆星周圍的氣體和塵埃結合而成的行星係統。如果真是這樣,這一發現將有助於人類證實:宇宙中是否有其他生命存在。衆所周知,衹有當行星擁有合適的密度、溫度、適合dna生長繁殖的環境,纔可能有生命存在。
  修復後的哈博天文望遠鏡功不可沒。伽裏略的望遠鏡證實了地球圍繞太陽公轉,而這個天才的裝置卻能夠讓我們凝視更加深遠的太空。
  奧戴爾得到了哈博最新的觀象結果,這一次沒有任何人造器物,也沒有任何疑點。“我們看到了獵戶星雲的真實面目,還有意想不到的收穫。”
  獵戶星雲圖釋
  獵戶(orion)的鑽石腰帶上鑲嵌着三顆璀璨的恆星,它們排列完美、間隔整齊;腰帶的下方,兩顆稍稍偏黯的恆星是他的劍鞘上的寶石;右掖隱現的是,獵戶星雲的一等星betelgeuse,是顆龐大紅色恆星,比太陽大20倍。
  betelgeuse北面6顆小恆星勾勒出巨人的棍棒;明亮而遙遠的rigel,在獵戶的左膝之上;右膝上的恆星叫做saiph;bellatrix, 停靠在他的左肩;一片成半圓形的恆星在左臂邊伸展開來,那時獵戶手擒是獵獸。
  在清晰的觀象圖片上,奧戴爾驚訝的發現,在獵戶星雲中心的一小部分,竟然有110顆恆星!另一片薄餅狀的雲霧周圍,環繞着56顆恆星,這就是過去的圖象中那些令人迷惑的斑點。奧戴爾猜測,星雲中一定還有更多的恆星,因為比周圍其他的恆星黯淡,所以逃過了天文望遠鏡的敏銳視綫。
  不管對星雲有何種解釋,無容置疑,藴涵其中的恆星與其他恆星是萬物之源。無論是獵戶星雲中的氣體分子,還是太陽係的行星,還是我們後院的樹木,恆星是創造和維持它們的本源。
  和人類一樣,恆星也有出生、成熟、衰老和死亡。到底是什麽引發了恆星的誕生,尚且是個謎,但可以肯定是,引力在其中扮演了重要角色。
  當星雲中的一團氣體,由於某些原因,密度相對其周圍的物質越來越大,氣團將最終萎縮,因為它自身的引力超過了周圍的物質引力。當氣團繼續被自身的引力所凝聚,它的密度愈加稠密,中心開始發熱。
  待到中心到達一定的密度和溫度,發生核融合。一顆新的恆星誕生了,這是一個氫原子熔爐,圍繞着氣體塵埃織成的氦雲層。奧戴爾和其他天文學家始終認為,這片旋轉的、如蠶繭般是氦雲層,是形成行星的原材料,它最終會消散,顯露出明亮的恆星。
  恆星的顔色取决於它的溫度。betelgeuse, 獵戶星雲的一等星,閃爍着紅色的光暈,它屬於低溫恆星,衹有3,000攝氏度。我們的太陽,燃燒着微黃的火焰,溫度為5,000攝氏度。一些熾熱巨大的恆星,例如獵戶中的rigel,呈藍白色,溫度高達10,000攝氏度。高溫的恆星迅速地消耗能量,將氫轉化為氦。及至衰老的階段,恆星的成分由氦轉變為碳,再由碳轉化為鐵。它的顔色逐漸泛紅,體形龐大,年老而浮腫的betelgeuse就處於這個階段。當核熔爐熄滅,恆星引力導致了自身的萎縮。這種突然的收縮勢必引起釋放能量的大爆炸,或超新星的誕生——毫無疑問,這個命運也會降臨在betelgeuse身上。
  大爆炸發生時,如果周圍有氣體和塵埃雲團,震動波會壓縮雲團中的一部分。氣團的密度加大,又一個恆星循環開始了。
  在銀河係蠃旋型的懷抱中,沒有那一片星雲象獵戶這般生機勃勃。儘管它距地球有1,500光年之遙(一光年相當於6萬億英裏),在鼕日的夜空它清晰可見。
  1610年,伽裏略的望遠鏡對準了帕多瓦窗外的獵戶星群,可不知道為什麽,他卻忽略了星雲。同年,法國律師佩瑞斯卡首次發現了獵戶星雲。他是個業餘天文愛好者,有趣的是,他用的竟然是伽裏略贈送的望遠鏡。星雲在望遠鏡中泛着珍珠灰色。我們的眼睛衹能分辨出這片星雲中最明亮的部分,看起來的確色彩乏味。在我們看不到的邊緣,卻是被飄散的氦和氫渲染的燦爛的紅色。
  星雲的主要成分是氫,也有氦、碳、氮和氧。其中還有10幾種不同的分子,包括水和一氧化碳,這些都是製造恆星的原料。
  星雲的分佈狀況很不規則。灼熱的恆星強烈的紫外綫輻射,促使星雲擴張。分子云層在星雲物質稀薄的地區擴散迅速,這與草原野火的蔓延是一個道理,野火在草稀少地區能夠立刻蔓延,而在灌木樹叢卻燃燒減緩。
  年輕的獵戶星雲,就象是一個恆星製造廠,再現了太陽係形成初期的孕育過程。獵戶星雲中大部分恆星的年齡在30萬年到100萬年之間,而我們的太陽已經有45億年的高齡,相比之下,這些恆星簡直就是初學走路的孩子。
  星雲中間有4顆巨大灼熱的恆星,形成梯形排列,這裏就是恆星工廠搏動的心髒。其中最大的一顆theta 1 c,體積是太陽的20倍,亮度約為太陽的10萬倍,它獨自就能照亮整個星雲。4顆恆星的年齡可能還不到100萬年,它們強大的紫外綫輻射,將周圍的星雲物質幻化得如彩虹般絢麗。
  梯形心髒的四周,點綴着上千顆小恆星。星雲中藴涵的豐富物質,造就了這個銀河係中最稠密擁擠的星群。
  截止1995年的春天,科學家先後4次利用哈博望遠鏡對獵戶星雲進行觀測,共辨認出15個不同區域。奧戴爾花費了幾個星期的時間,在計算機上將哈博的觀圖拼合,製作出一張完整的獵戶星雲分佈圖。
  圖象中,明亮的氣團邊緣是弧形的雲峰。這是獵戶星雲的最後一個謎題。雲峰地帶動蕩、混亂,星雲物質在這裏以超聲波的速度飛移。
  天文學家認為,雲峰是恆星形成初期的邊緣部分,被中心涌出的氣流不斷嚮外推進。他們由形成恆星的原始氣團中的磁性部分形成。當引力使氣團收縮,磁力部分也隨之壓縮,不過壓縮有一定限度。當它達到這個限度時,磁性能量消散,促使氣體粒子沿着自身的路徑高速運動。磁性能量最先噴涌而出的地方是磁極。因此通過觀測噴射能夠發現新恆星的磁極。
  新恆星周圍的外太空氣體和塵埃,稱作原始行星層,它為行星的誕生提供了有力證據。
  之所以稱之為“原始行星層”,是因為這裏有形成行星的必要成分。行星層正是我們解開行星形成之謎的重要環節。
  原始行星層的概念,證實了天文學家肯茨在1755年所做的假設:行星形成於氣體雲層,當星雲物質塌陷進密度厚重的核心,就逐漸孕育成一顆新的恆星。剩餘的星雲物質旋轉於恆星周圍,演化為行星。
  大部分原始行星層是扁平的,而非球狀。這是由於行星孕育過程中,雲層旋轉的速度將它扯平。有些行星層看上去呈圓形,可能與觀測的角度有關,不同角度呈現不同形狀。另一些行星層,被梯形星群強勁的恆星風,吹得偏嚮一側,猶如一顆淚滴。
  一些原始行星層,比我們的太陽係大得多。科學家觀測到的一個黑色行星層的直徑是太陽係的7.5倍,而它中心一顆紅色的恆星衹有太陽的1/3大小。
  科學家曾認為衹有巨大的星群才是恆星的發源地,在那裏,恆星以千為計量單位,仿佛是批量生産出來的。然而,天文學家用紅外綫儀器,觀測到獵戶星雲南部的一塊小雲團,産生的星群僅有10-50顆。這或許纔是銀河係中大多數恆星的誕生方式。
  幾乎所有的恆星外都存在原始行星層,充斥着氣體和塵埃。當這些恆星飄離他們的出生地,就有可能形成與太陽類似的星係。我們仍無法證實宇宙中是否另有生命存在,浩瀚的太空,深邃的銀河,仿佛隱藏着無數的奧秘,對於微不足道的人類,探索無止盡。
簡介
  12月29日,哈博太空望遠鏡轉嚮巨大的獵戶星雲。這是銀河係中最年輕的星雲。在北方晴朗的夜空中,獵戶星雲格外引人註目。當然,這不僅僅是因為它特別明亮,古希臘的神話傳說更令它充滿浪漫色彩:大約公元前2000年前,占星師將天空中的亮點連接起來,勾勒出希臘神話中的獵戶(Orion), 狩獵女神阿耳特彌斯(Artemis), 與他墜入愛河。可是女神的雙胞胎兄弟#--阿波羅#--妒忌獵戶的才幹,派遣蝎子害死了他。
  獵戶星雲也是離地球最近的星雲。星雲(nebula)一詞在拉丁語中的意思是迷霧、雲翳。天文學家奧戴爾專門致力於獵戶星雲的研究。這一次,他再次觀測獵戶,希望揭開一個急待弄清的謎題。
  在哈博望遠鏡修復前攝下的圖片中,奧戴爾發一組模糊的亮斑。這些斑點,形狀不規則,隨機地排列在一起。他無法確定這是星雲物質,還是人造器物被攝入有誤差的光學鏡頭,就象當年伽裏略在望遠鏡裏看到圍繞木星的衛星,事實上衹是空氣氣泡。但是,如果這些斑點是真實的星雲物質,那它們又是什麽,為什麽如此明亮?
  奧戴爾認為,這些亮斑很可能是由恆星周圍的氣體和塵埃結合而成的行星係統。如果真是這樣,這一發現將有助於人類證實:宇宙中是否有其他生命存在。衆所周知,衹有當行星擁有合適的密度、溫度、適合DNA生長繁殖的環境,纔可能有生命存在。
  修復後的哈博天文望遠鏡功不可沒。伽裏略的望遠鏡證實了地球圍繞太陽公轉,而這個天才的裝置卻能夠讓我們凝視更加深遠的太空。
  奧戴爾得到了哈博最新的觀象結果,這一次沒有任何人造器物,也沒有任何疑點。“我們看到了獵戶星雲的真實面目,還有意想不到的收穫。”
獵戶星雲圖釋
  獵戶(Orion)的鑽石腰帶上鑲嵌着三顆璀璨的恆星,它們排列完美、間隔整齊;腰帶的下方,兩顆稍稍偏黯的恆星是他的劍鞘上的寶石;右掖隱現的是,獵戶星雲的一等星Betelgeuse,是顆龐大紅色恆星,比太陽大20倍。
  Betelgeuse北面6顆小恆星勾勒出巨人的棍棒;明亮而遙遠的Rigel,在獵戶的左膝之上;右膝上的恆星叫做Saiph;Bellatrix, 停靠在他的左肩;一片成半圓形的恆星在左臂邊伸展開來,那時獵戶手擒是獵獸。
  在清晰的觀象圖片上,奧戴爾驚訝的發現,在獵戶星雲中心的一小部分,竟然有110顆恆星!另一片薄餅狀的雲霧周圍,環繞着56顆恆星,這就是過去的圖象中那些令人迷惑的斑點。奧戴爾猜測,星雲中一定還有更多的恆星,因為比周圍其他的恆星黯淡,所以逃過了天文望遠鏡的敏銳視綫。
  不管對星雲有何種解釋,無容置疑,藴涵其中的恆星與其他恆星是萬物之源。無論是獵戶星雲中的氣體分子,還是太陽係的行星,還是我們後院的樹木,恆星是創造和維持它們的本源。
  和人類一樣,恆星也有出生、成熟、衰老和死亡。到底是什麽引發了恆星的誕生,尚且是個謎,但可以肯定是,引力在其中扮演了重要角色。
  當星雲中的一團氣體,由於某些原因,密度相對其周圍的物質越來越大,氣團將最終萎縮,因為它自身的引力超過了周圍的物質引力。當氣團繼續被自身的引力所凝聚,它的密度愈加稠密,中心開始發熱。
  待到中心到達一定的密度和溫度,發生核融合。一顆新的恆星誕生了,這是一個氫原子熔爐,圍繞着氣體塵埃織成的氦雲層。奧戴爾和其他天文學家始終認為,這片旋轉的、如蠶繭般是氦雲層,是形成行星的原材料,它最終會消散,顯露出明亮的恆星。
  恆星的顔色取决於它的溫度。Betelgeuse, 獵戶星雲的一等星,閃爍着紅色的光暈,它屬於低溫恆星,衹有3,000℃。我們的太陽,燃燒着微黃的火焰,溫度為5,000℃。一些熾熱巨大的恆星,例如獵戶中的Rigel,呈藍白色,溫度高達10,000℃。高溫的恆星迅速地消耗能量,將氫轉化為氦。及至衰老的階段,恆星的成分由氦轉變為碳,再由碳轉化為鐵。它的顔色逐漸泛紅,體形龐大,年老而浮腫的Betelgeuse就處於這個階段。當核熔爐熄滅,恆星引力導致了自身的萎縮。這種突然的收縮勢必引起釋放能量的大爆炸,或超新星的誕生——毫無疑問,這個命運也會降臨在Betelgeuse身上。
  大爆炸發生時,如果周圍有氣體和塵埃雲團,震動波會壓縮雲團中的一部分。氣團的密度加大,又一個恆星循環開始了。
  在銀河係蠃旋型的懷抱中,沒有那一片星雲象獵戶這般生機勃勃。儘管它距地球有1,500光年之遙(一光年相當於6萬億英裏),在鼕日的夜空它清晰可見。
  1610年,伽裏略的望遠鏡對準了帕多瓦窗外的獵戶星群,可不知道為什麽,他卻忽略了星雲。同年,法國律師佩瑞斯卡首次發現了獵戶星雲。他是個業餘天文愛好者,有趣的是,他用的竟然是伽裏略贈送的望遠鏡。星雲在望遠鏡中泛着珍珠灰色。我們的眼睛衹能分辨出這片星雲中最明亮的部分,看起來的確色彩乏味。在我們看不到的邊緣,卻是被飄散的氦和氫渲染的燦爛的紅色。
  星雲的主要成分是氫,也有氦、碳、氮和氧。其中還有10幾種不同的分子,包括水和一氧化碳,這些都是製造恆星的原料。
  星雲的分佈狀況很不規則。灼熱的恆星強烈的紫外綫輻射,促使星雲擴張。分子云層在星雲物質稀薄的地區擴散迅速,這與草原野火的蔓延是一個道理,野火在草稀少地區能夠立刻蔓延,而在灌木樹叢卻燃燒減緩。
  年輕的獵戶星雲,就象是一個恆星製造廠,再現了太陽係形成初期的孕育過程。獵戶星雲中大部分恆星的年齡在30萬年到100萬年之間,而我們的太陽已經有45億年的高齡,相比之下,這些恆星簡直就是初學走路的孩子。
  星雲中間有4顆巨大灼熱的恆星,形成梯形排列,這裏就是恆星工廠搏動的心髒。其中最大的一顆Theta 1 C,體積是太陽的20倍,亮度約為太陽的10萬倍,它獨自就能照亮整個星雲。4顆恆星的年齡可能還不到100萬年,它們強大的紫外綫輻射,將周圍的星雲物質幻化得如彩虹般絢麗。
  梯形心髒的四周,點綴着上千顆小恆星。星雲中藴涵的豐富物質,造就了這個銀河係中最稠密擁擠的星群。
  截止1995年的春天,科學家先後4次利用哈博望遠鏡對獵戶星雲進行觀測,共辨認出15個不同區域。奧戴爾花費了幾個星期的時間,在計算機上將哈博的觀圖拼合,製作出一張完整的獵戶星雲分佈圖。
  圖象中,明亮的氣團邊緣是弧形的雲峰。這是獵戶星雲的最後一個謎題。雲峰地帶動蕩、混亂,星雲物質在這裏以超聲波的速度飛移。
  天文學家認為,雲峰是恆星形成初期的邊緣部分,被中心涌出的氣流不斷嚮外推進。他們由形成恆星的原始氣團中的磁性部分形成。當引力使氣團收縮,磁力部分也隨之壓縮,不過壓縮有一定限度。當它達到這個限度時,磁性能量消散,促使氣體粒子沿着自身的路徑高速運動。磁性能量最先噴涌而出的地方是磁極。因此通過觀測噴射能夠發現新恆星的磁極。
  新恆星周圍的外太空氣體和塵埃,稱作原始行星層,它為行星的誕生提供了有力證據。
  之所以稱之為“原始行星層”,是因為這裏有形成行星的必要成分。行星層正是我們解開行星形成之謎的重要環節。
  原始行星層的概念,證實了天文學家肯茨在1755年所做的假設:行星形成於氣體雲層,當星雲物質塌陷進密度厚重的核心,就逐漸孕育成一顆新的恆星。剩餘的星雲物質旋轉於恆星周圍,演化為行星。
  大部分原始行星層是扁平的,而非球狀。這是由於行星孕育過程中,雲層旋轉的速度將它扯平。有些行星層看上去呈圓形,可能與觀測的角度有關,不同角度呈現不同形狀。另一些行星層,被梯形星群強勁的恆星風,吹得偏嚮一側,猶如一顆淚滴。
  一些原始行星層,比我們的太陽係大得多。科學家觀測到的一個黑色行星層的直徑是太陽係的7.5倍,而它中心一顆紅色的恆星衹有太陽的1/3大小。
  科學家曾認為衹有巨大的星群才是恆星的發源地,在那裏,恆星以千為計量單位,仿佛是批量生産出來的。然而,天文學家用紅外綫儀器,觀測到獵戶星雲南部的一塊小雲團,産生的星群僅有10-50顆。這或許纔是銀河係中大多數恆星的誕生方式。
  幾乎所有的恆星外都存在原始行星層,充斥着氣體和塵埃。當這些恆星飄離他們的出生地,就有可能形成與太陽類似的星係。我們仍無法證實宇宙中是否另有生命存在,浩瀚的太空,深邃的銀河,仿佛隱藏着無數的奧秘,對於微不足道的人類,探索無止盡。
包含詞
獵戶星雲中形成的幼年恆星