第13章 创生之柱(1/2)

创生之柱(星云)

· 描述:鹰状星云中的着名恒星形成区

· 身份:位于巨蛇座的星际气体和尘埃柱,距离地球约7,000光年

· 关键事实:哈勃望远镜1995年拍摄的标志性图像,2015年再次观测显示它们正在被附近恒星的恒星风侵蚀。

创生之柱:宇宙中最壮丽的恒星育儿室(第一篇)

引言:当我们仰望星空,我们在看什么?

夏夜的银河像一条撒满碎钻的丝带,从地平线的一端倾泻到另一端。在没有光污染的郊外,视力好的人或许能分辨出其中一片模糊的光斑——那是距离地球7000光年的鹰状星云(m16)。若用一台普通的天文望远镜对准它,你会看到一团淡绿色的云雾,边缘点缀着几颗亮星;但若是将镜头切换到哈勃空间望远镜的视角,这片星云将展现出令人窒息的细节:三根巨大的气体尘埃柱拔地而起,顶端翻涌着明亮的蓝白色光焰,仿佛宇宙中矗立的“创世之碑”。这就是“创生之柱”(pirs of creation),一个被无数科普书籍、纪录片反复描绘的宇宙奇观,更是一个真实存在的恒星“育儿室”。

在接下来的篇章中,我们将沿着天文学家的探索轨迹,从星云的本质讲起,逐步揭开创生之柱的面纱:它们如何诞生?由什么构成?为何被称为“创生”?又面临着怎样的命运?这些问题的答案,不仅关乎一片星云的命运,更将带我们触摸恒星诞生的基本法则,理解太阳系46亿年前从何而来。

一、星云:宇宙中最庞大的“物质仓库”

要理解创生之柱,首先需要认识它的“家族”——星云(neb)。在天文学中,“星云”是星际空间中由气体和尘埃组成的巨大云团的总称。这些物质并非“虚无”,而是宇宙中最原始的建筑材料:氢约占90%(按质量计),氦占8%,剩下的2%是碳、氧、铁等重元素(来自前代恒星的演化和超新星爆发)。它们的密度极低——平均每立方厘米仅含100-1000个粒子(相比之下,地球大气每立方厘米约有101?个分子),但由于体积庞大(可延伸数十至数千光年),总质量可达太阳的数千甚至数百万倍。

1.1 星云的三副“面孔”

根据发光机制的不同,星云可分为三类:

发射星云(emission neb):被附近高温恒星的紫外线电离的气体云。当电子被重新捕获到离子上时,会释放特定波长的光,呈现出鲜艳的颜色。例如猎户座大星云(m42)就是典型的发射星云,其红色来自氢原子的ha线(波长656.3纳米)。

反射星云(reflection neb):本身不发光,而是反射附近恒星的可见光。这类星云多呈蓝色,因为尘埃对蓝光的散射效率高于红光(类似地球天空的蓝色成因)。昴星团周围的星云便是反射星云的代表。

暗星云(dark neb):由高密度尘埃遮挡背后光线形成的阴影区域。它们的轮廓在明亮星云或银河背景下清晰可见,如猎户座的“马头星云”(barnard 33)。

创生之柱所在的鹰状星云,同时包含发射星云和暗星云的特征:其核心区域被年轻大质量恒星电离,发出明亮的蓝绿色光芒;而创生之柱本身则是暗星云的一部分——由致密的尘埃和气体构成,遮挡了后方更遥远的恒星,形成“柱状”的剪影。

1.2 星云:恒星的“产房”与“墓地”

星云不仅是宇宙的装饰,更是恒星生命周期的关键舞台。一方面,星云是恒星诞生的摇篮:当某片区域的物质密度因引力扰动(如超新星爆发的冲击波、星系旋臂的压缩)超过临界值,引力坍缩便会启动,逐渐形成原恒星和原行星盘。我们的太阳系便诞生于约46亿年前的一片分子云坍缩。

另一方面,星云也是恒星的“墓地”。大质量恒星(质量大于8倍太阳)演化到末期会爆发为超新星,抛射出大量物质回归星际空间,这些物质与原有星云混合,形成富含重元素的新云团。例如,鹰状星云所在的天蝎-半人马星协(scorpius-centaurus ob association)被认为是一个年轻的恒星形成区,其中的大质量恒星可能在数百万年前经历过超新星爆发,为鹰状星云提供了丰富的物质来源。

二、鹰状星云:银河系中的“恒星工厂”

在确定创生之柱的身份前,我们需要先定位它的“母体”——鹰状星云(m16)。这个编号源自18世纪法国天文学家查尔斯·梅西耶(charles messier)编制的“星云和星团表”,他最初将其描述为“一个模糊的斑块,无彗星特征”。

2.1 鹰状星云的基本参数

鹰状星云位于巨蛇座(serpens)的尾部,赤经18h18m48s,赤纬-13°49′。它的视直径约为7角分(相当于满月的1\/8),但实际空间尺度极为庞大——距离地球约7000光年(通过视差测量和光谱分析修正后的最新数据),这意味着我们现在看到的光,是它在公元前5023年发出的。

通过射电望远镜(如)和红外望远镜(如斯皮策太空望远镜)的观测,天文学家推断鹰状星云的真实结构是一个直径约100光年的巨大分子云复合体。其核心区域(称为“鹰心”)被几颗o型和b型大质量恒星(如hd )照亮,这些恒星的温度高达3万至5万开尔文,亮度是太阳的数万倍,构成了电离区的能量来源。

2.2 从“模糊斑块”到“恒星幼儿园”:鹰状星云的发现史

鹰状星云的现代研究始于20世纪中期。1950年代,天文学家利用帕洛玛天文台的48英寸施密特望远镜拍摄到了它的可见光图像,首次注意到其中存在纤维状结构和明亮的恒星形成区。但真正让它声名鹊起的,是1995年哈勃空间望远镜的观测。

当时,哈勃的高级巡天相机(acs)对准了鹰状星云的核心区域,拍摄了一组由32张照片拼接而成的深空图像。这张后来被称为“创生之柱”的照片(正式编号为ngc 6611)震撼了世界:三根高度约5光年的尘埃柱从电离区底部升起,顶端被新生恒星的辐射“雕刻”出波浪状的边缘,柱体内隐约可见更小的“手指”结构——这些都是正在形成的原恒星的“喷流”(jet)和“赫比格-哈罗天体”(herbig-haro object,由喷流与周围物质碰撞产生的发光结)。

这张照片之所以被称为“创生之柱”,不仅因其形态的震撼,更因为它直观展示了恒星诞生的过程:尘埃柱的顶端是物质最密集的区域,引力坍缩在此加速,最终会形成新的恒星;而柱体内部的空腔,则是被附近大质量恒星的辐射和恒星风吹走的物质留下的“痕迹”。

三、创生之柱的“解剖学”:从尘埃到恒星的微观世界

要真正理解创生之柱的“创生”含义,我们需要像天文学家一样,用多波段望远镜“解剖”它,从毫米波到x射线,逐层解析其成分、结构和动力学。

3.1 成分:氢、氦与宇宙尘埃的混合物

创生之柱的主要成分是分子氢(h?)和原子氢(h),其中分子氢占总质量的70%以上。分子氢是星际介质中最稳定的分子,它的存在需要低温(约10-20开尔文)和高密度(每立方厘米103-10?个分子)环境,这正是创生之柱内部的特点。

除了气体,尘埃是创生之柱的另一关键成分。这些尘埃颗粒主要由硅酸盐(类似岩石的硅氧化物)、碳质颗粒(如石墨或无定形碳)和冰(水、二氧化碳、甲烷等冻结的挥发性物质)组成,直径约0.1微米(仅为头发丝的1\/500)。尘埃虽然只占总质量的1-2%,却扮演着重要角色:它们吸收可见光,使柱体呈现暗黑色;同时在红外波段发射辐射,帮助天文学家追踪其温度(约10-100开尔文);更重要的是,尘埃表面是分子形成的“催化剂”——例如,氢原子在尘埃表面结合成h?分子,这是星际分子云形成的初始步骤。

3.2 结构:从柱体到“恒星芽”的层级系统

通过哈勃的高分辨率图像和alma(阿塔卡马大型毫米波\/亚毫米波阵列)的射电观测,科学家发现创生之柱并非简单的“柱状物”,而是一个具有复杂层级的结构:

主柱体:高度约5光年(相当于47万亿公里),宽度约1光年,顶部因辐射压力呈现波浪形。这种形态是“光致外流”(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0.1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:alma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0.1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。

3.3 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。

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。

4.1 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”(jeans mass,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”(bok globule)——一个直径约0.1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)。

4.2 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(protory disk)。盘的半径可达几十天文单位(1天文单位≈1.5亿公里,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alma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。

4.3 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hh 34,它的喷流长度达0.5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。

下一篇,我们将探讨创生之柱的“死亡”:2015年的观测如何揭示它正在被侵蚀,以及这种侵蚀对恒星形成的影响。我们还将深入恒星形成的理论模型,看看计算机模拟如何复现这一过程,最终串联起从星际尘埃到太阳系的宇宙演化链条。

注:本文核心数据参考自nasa\/esa哈勃空间望远镜官方资料、欧洲南方天文台(eso)毫米波观测项目,以及《天体物理学杂志》(apj)关于鹰状星云恒星形成的系列研究论文(如odell et al. 1997, aughrean & andersen 2002, hester & desch 2005)。部分形态描述基于alma合作组2018年发布的3毫米波段成像结果。

创生之柱:宇宙中最壮丽的恒星育儿室(第二篇)

引言:从“创生”到“消亡”,一场宇宙的闭环叙事

第一篇我们揭开了创生之柱的“诞生密码”——它是鹰状星云中由气体尘埃堆砌的恒星摇篮,见证着原恒星从引力坍缩中苏醒、行星系统在吸积盘里萌芽的全过程。但宇宙从无永恒的“温柔乡”:当我们用詹姆斯·韦伯望远镜(jwst)的红外眼穿透尘埃,会发现创生之柱的顶端正以肉眼可见的速度“消瘦”,柱体内部的物质被一股无形力量持续剥离。

这一篇,我们将跟随天文学家的笔触,拆解创生之柱的“死亡机制”——恒星风的雕刻、辐射压的推动、乃至未来超新星的终极审判;用超级计算机重现它的演化全周期;对比宇宙中其他“恒星支柱”的命运,最终追问:我们的太阳系,是否也曾在这场“童年战场”中挣扎求生?

一、创生之柱的“慢性死亡”:侵蚀机制的三重奏

创生之柱的“生命倒计时”始于它从鹰状星云电离区“生长”出来的瞬间。天文学家通过哈勃、alma、jwst的多波段拼图,梳理出三种主导其消亡的力量——它们像三位配合默契的“雕刻师”,将柱体从“丰碑”磨成“残垣”。

1.1 恒星风:“宇宙级刻刀”的物理史诗

恒星风是大质量恒星(o\/b型)向星际空间抛射的高速带电粒子流(质子+电子),速度可达数千公里\/秒。对创生之柱而言,最致命的“攻击者”是鹰状星云核心的hd ——一颗30倍太阳质量的o型星,表面温度4万开尔文,亮度是太阳的5万倍。

1.1.1 恒星风的“诞生”:大质量恒星的“代谢废物”

大质量恒星的核心正在进行剧烈的碳氮氧循环o循环),每秒有数百万吨氢聚变为氦,释放的能量以辐射压形式“吹”走外层物质。这种恒星风与太阳风的区别,如同台风与微风的差距:

太阳风速度≈400公里\/秒,质量损失率≈10?1?倍太阳质量\/年;

o型星风速度≈3000公里\/秒,质量损失率≈10??倍太阳质量\/年(是太阳的100万倍)。

1.1.2 对创生之柱的“切割”:动量传递的残酷游戏

当hd 的恒星风抵达创生之柱,会与柱体顶端的稀薄气体发生弹性碰撞。由于恒星风速度远高于柱体物质的逃逸速度(≈10公里\/秒),碰撞会将动量传递给气体分子,推动它们向外运动。

天文学家通过测量柱体顶端的“剥离速度”(≈5公里\/秒)和恒星风的动量通量,计算出:恒星风贡献了创生之柱60%的质量损失。用比喻来说,恒星风就像一把高速旋转的铣刀,不断削去柱体的“头顶”,而柱体内部的引力试图将物质拉回,形成“一边被削、一边生长”的动态平衡——但削的速度,终究快过了长的速度。

1.2 辐射压:“看不见的手”如何推走尘埃?

除了恒星风,大质量恒星的紫外辐射压是侵蚀创生之柱的第二股力量。辐射压的本质是光子与物质碰撞时的动量传递:当光子被尘埃颗粒吸收或反射,会将能量转化为颗粒的运动动能。

1.2.1 辐射压的“主力”:lyman-a线的威力

o型星的辐射集中在紫外波段,尤其是lyman-a线(波长121.6纳米,氢原子基态跃迁)。hd 的lyman-a通量高达10??光子\/秒——即使尘埃颗粒只有0.1微米(头发丝的1\/500),也能高效吸收这些光子。

计算显示,lyman-a辐射对创生之柱顶端尘埃的推力,相当于每平方厘米施加10?12牛顿的力。这个力虽小,但作用在直径1光年的柱体上,累积效果惊人:辐射压贡献了30%的质量损失。

1.2.2 对形态的塑造:波浪形顶端的秘密

创生之柱顶端的波浪纹,并非天然形成,而是辐射压与恒星风共同“雕刻”的结果。当辐射压推动顶端尘埃向外时,尘埃会沿着柱体的密度梯度流动——密度高的区域阻力大,密度低的区域阻力小,最终形成类似风吹沙丘的波纹。这种形态,是宇宙中“风蚀作用”的典型印记。

1.3 未来的终极审判:超新星冲击波的“灭顶之灾”

如果说恒星风和辐射压是“慢性消耗”,那么附近大质量恒星的超新星爆发将是创生之柱的“终点”。鹰状星云中的o型星寿命极短(≈100万年),hd 目前约200万年,已进入生命末期。当它爆发为ib\/c型超新星时,会释放10??焦耳的能量,并产生速度高达1万公里\/秒的冲击波。

1.3.1 冲击波的“到达时间”:几百年的倒计时

hd 与创生之柱的距离约10光年(鹰状星云核心区域的空间尺度)。冲击波以1万公里\/秒的速度传播,到达创生之柱仅需:

时间 = \\frac{距离}{速度} = \\frac{10 \\times 9.46 \\times 10^{12}公里}{1 \\times 10^7公里\/秒} ≈ 300年

这个时间尺度,在宇宙中相当于“眨眼之间”——我们现在看到的创生之柱,可能已是它“最后几十年”的模样。

1.3.2 争议:是否已被冲击波“洗礼”?

部分天文学家提出,创生之柱的形态可能已受过超新星冲击波的影响。它的柱体内部密度梯度异常高(比理论预测高2倍),可能是过去某次超新星爆发压缩了周围气体,促进了恒星形成。换句话说,我们看到的创生之柱,或许是“第二次重生”的结果。

二、数值模拟:用计算机“养育”一个创生之柱

为了还原创生之柱的完整生命周期,天文学家用超级计算机构建了“数字孪生”——将引力、流体动力学、辐射转移和恒星形成理论编码成方程,模拟从分子云坍缩到柱体消亡的全过程。

2.1 模型的“初始配方”:从观测到数字

模拟的起点是初始条件,需严格参考真实观测数据:

气体密度:每立方厘米100个粒子(对应冷分子云的密度);

温度:10开尔文(分子云的典型温度);

外部触发:来自附近超新星的冲击波(速度100公里\/秒);

磁场:10微高斯(弱磁场,不影响大尺度结构)。

这些参数构成了“数字星云”的“食材”,接下来加入物理过程的食谱:

引力方程:描述物质如何因引力坍缩;

欧拉方程:描述气体的运动与压力;

辐射转移方程:描述恒星辐射如何与物质相互作用;

恒星形成判据:当核心密度超过金斯质量(≈103倍太阳质量\/立方光年)时,触发恒星形成。

2.2 模拟结果:创生之柱的“一生”

通过nasa pleiades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:

2.2.1 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。

2.2.2 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1.2x10??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alma观测到的“顶端物质流失更快”的结论完全一致。

2.2.3 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:0.5倍太阳质量,吸积盘半径0.05天文单位,温度800开尔文;

第二根:1.2倍太阳质量,吸积盘半径0.1天文单位,温度1200开尔文;

第三根:3倍太阳质量,吸积盘半径0.2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。

2.3 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ngc 3372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。

3.1 猎户座的“巨人支柱”:更近、更惨烈

猎户座大星云(m42)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)。

3.1.1 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o\/b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。

3.1.2 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。

3.2 船底座的“尘埃堡垒”:被包裹的“婴儿宇宙”

船底座星云(ngc 3372)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。

3.2.1 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”。

3.2.2 未知的命运:等待超新星的“判决”

船底座η星目前处于“极超巨星”阶段,随时可能爆发。如果它爆发,冲击波将在几百年内到达船底座支柱,彻底摧毁这个“婴儿宇宙”。天文学家正在密切监测它,希望能提前捕捉到“宇宙爆炸的前兆”。

3.3 对比的启示:宇宙的“同”与“不同”

通过对比这些“同类”,天文学家得出两个结论:

统一性:所有恒星支柱的形成都依赖大质量恒星的“反馈”(恒星风、辐射压、超新星),以及引力坍缩的物理规律;

多样性:支柱的形态、大小、演化速度,取决于所在星云的恒星形成率、附近大质量恒星的数量,以及初始气体密度。

四、从创生之柱到太阳系:我们的起源在“雕刻现场”

创生之柱的故事,本质上是我们的起源故事。因为太阳系,正是在46亿年前一个类似的“恒星育儿室”中诞生的。

4.1 太阳系的“出生地”:本地泡的遗迹

天文学家通过测量太阳系周围恒星的年龄、化学成分和运动轨迹,推测太阳系诞生于本地泡(local bubble)——一个直径300光年的电离区,由前代大质量恒星的超新星爆发形成(约1000万年前)。

本地泡的边缘是猎户座臂(银河系的一个旋臂片段),那里的分子云密度高,有大量气体、尘埃和附近大质量恒星的反馈——与鹰状星云的环境几乎一致。

4.2 我们的“兄弟姐妹”:太阳的恒星家族

太阳系可能有“兄弟姐妹”——同一片分子云中形成的其他恒星。天文学家发现,hd (距离110光年,1.05倍太阳质量)是太阳的“哥哥”:

化学成分:钡、钇等重元素丰度与太阳一致;

运动轨迹:46亿年前与太阳一起从同一片分子云中诞生。

这些“兄弟姐妹”的存在,证明太阳系不是孤立的,而是诞生于一个“恒星大家庭”。

4.3 创生之柱的“遗产”:行星系统的原材料

创生之柱中的原恒星吸积盘,是行星系统的“原料库”。同样,太阳系的形成也依赖类似的原太阳盘(protory disk):

温度梯度:内盘温度高(≈1000开尔文),形成岩石行星(地球、水星);外盘温度低(≈10开尔文),形成气态巨行星(木星、土星);

分子成分:水、二氧化碳、甲烷冻结在外盘,为行星提供大气和海洋;

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