恒星形成

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通过研究星际介质中存在什么物质,科学家希望能更多地了解恒星是如何诞生的。空间之所以被称为“空间”是有原因的。恒星之间 的区域空得令人难以置信,比在地球上所能制造出的任何真空还要更空。天文学家称它们为星际介质。虽然可能极为弥散,但星际介质至少占据了银河系可见物质质

量的10%。恒星就嵌在星际介质中,却并不与之隔绝。恒星就诞生于星际介质中,它就像一个生态系统。通过观测与恒星形成有关联的紫外辐射,其被称为莱曼α发射,“旅行者”对恒星的诞生进行了研究。到目前为止,天文学家还无法观测到我们银河系中的这些辐射,因为太阳的辐射将它们掩盖了。但是现在,“旅行者”正处于日球层的边缘,在那里太阳风的影响会因星际介质而停止;它们由此可以探测到银河系中此前未知的恒星形成区。在恒星的整个生命中,它们会通过核聚变过程把较轻的元素转变成较重的。之后,当恒星死亡时,它们会把这些重元素播撒发回星际介质中。这一物质交换最终决定了星系中气体的消耗速度。研究这个循环往复的过程能让我们更多地了解恒星演化。大质量恒星的死亡可以为星系提供诸如碳、氧和铁等元素,于是随着时间的推移,这些元素的丰度就会改变。随着这一增丰过程的推进,可以播撒出富碳分子 和尘埃颗粒的恒星数目则会不断减小。鉴于人类是一种基于碳的生命形式,这意味着可用于类似我们这样的生命的原材料也正在逐渐减少。“旅行者”2号还研究了大质量恒星在其生命结束时所发生的超新星爆炸。1987年当超新星SN1987A在距离地球约163000光年的蜘蛛星云中发生爆炸时,“旅行者”2号迅速转身对其进行了仔细的观测。从那时起,进一步的观测表明,其爆炸的遗迹一直在不断地演化。不仅被炸出的物质在膨胀和冷却,尘埃和分子的质量也在显著增长。换句话说,这颗超新星的增丰过程正在进行中。研究恒星是如何从星际介质中形成的还能告诉我们,相对于宇宙中的其他恒星系统,太阳和太阳系有多特殊。最新的观测结果表明,星际介质中存在着比我们此前所认为的更多的低质量恒星。银河系中不仅能拥有数千亿颗恒星,还存在着数目几乎与之相当的褐矮星——质量比恒星小、但比行星大的天体——以及行星质量的天体。

猎户星云(M 42)堪称恒星形成的经典教科书。从大质量年轻恒星到正在产星的气体柱,应有尽有。“旅行者”探测器对星际介质的直接测量将有助于科学家们进一步了解恒星形成和演化。版权:N A S A /E S A。

这幅照片显示了超新星1987A周围的整个区域,其最显眼的特征是一个由数十个亮点所构成的环形结构。它是由超新星爆炸的激波与此前抛射出的物质发生碰撞加热所致。版权:N A S A /E S A。

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