如果問宇宙中最浪漫的天體,那自然是星云。從外形上看,星云有各種形狀,它們的直徑在好幾光年以上,就像是畫在宇宙中的一幅幅巨大的畫卷。而星云來自一個恒星的衰亡,它本身又是另一顆恒星的起點,串聯起了宇宙恒星的演化路線。
美麗的星云
隨著人類科技的進步,我們能夠看見更清晰的星云圖像,雖然NASA呈現給我們的星云圖片是經過處理過的,目的是為了更加方便觀看,可人們依舊臣服與星云的壯觀。其中最著名的一張星云圖非“創世之柱”莫屬,光聽這名字就十分的威武霸氣。然而曾經發現它的哈勃望遠鏡觀察到,“創世之柱”正在坍塌,因為里面出現了“蛀蟲”。這究竟是怎么回事?
在鷹星云的'創生之柱',于2014年重新拍攝。
“創世之柱”是老鷹星云內部的一團氣體與塵埃組合形成的星云局部圖像,哈勃太空望遠鏡在1995年4月1日拍攝到,經過NASA一系列的潤色后,照片一經公布就震驚了全世界。
M16鷹狀星云
老鷹星云編號M16,位于巨蛇座星云區,同時也在銀河系的人馬臂上,距離我們的太陽系7000光年,光是老鷹的翼展就有上百光年。星云內部有大約460顆恒星,因此老鷹星云的亮度其實是很高的,用普通的天文望遠鏡也可以觀測到。
巨蛇座
之所以叫它老鷹星云,是因為形狀看起來像一只翱翔的雄鷹。“創世之柱”的位置正好在鷹的心臟位置,讓其具有了特殊的意義。“創世之柱”的高度大約有5光年,它由三個柱子組成,每個柱子的直徑都在1光年以上。之所以叫做“創世之柱”,是因為這里也是老鷹星云誕生恒星最多的地方,仿佛一只手,在締造這些恒星。
在鷹星云的'創生之柱',1995年的原始圖像。
但是天文學家們卻認為,誕生的恒星越多,“創世之柱”就會越暗淡,隨著時間的推移,在未來它有坍塌的可能。其實這并不是什么悲傷的結局,相反,這是每個星云的命運。
我們人類將地球成為生命的搖籃,那是因為人類誕生在地球之上,對于地球來說,太陽系是它的搖籃,因為沒有太陽,地球等行星根本就不會形成。而對于太陽來說,星云就是它的故鄉。
太陽系
星云里面最火的,恐怕不是壯闊的老鷹星云,而是M78星云,這是著名影視角色奧特曼的故鄉。事實上,M78星云真的存在,不過沒有所謂的奧特曼,M是給星云命名的一個編號,比如老鷹星云只是人們的俗稱,它的學名叫M16星云。
M78星云
星云的主要成分是氣體和塵埃,它是全宇宙目前已知的直徑最大的天體,動輒得咎就會超過幾十光年。星云的質量非常大,無奈它的體積也非常大,最后的結果就是星云的密度很小。從圖片上看,星云一副歲月靜好的樣子,事實上里面暗流涌動。組成星云的氣體主要是氫氣和氦氣,里面的氫元素和氦元素也是元素周期表上的前兩號元素。
星云
氫和氦是如今核技術中比較常用的原料,在宇宙中,它們之間會發生核聚變反應,釋放大量的能量。這些能量會攪亂星云內部暫時的平靜,讓局部地區發生物質的聚集。聚合起來的氫和氦就會形成一顆會發光、發熱的天體,這便是恒星的前身。而那些塵埃,聚沙成石再聚少成多,成為了行星的前身。幾乎每一顆恒星,都誕生在星云之中。
當然星云也不完全是恒星的故鄉,它還是其他天體,比如彗星的故鄉。人們不禁會感到疑惑,這么壯麗的星云是怎么來的,根據能量守恒定律,它不會憑空出現的。可以說星云是恒星的起點,也是恒星的終點。
宇宙中沒有永恒,雖然天體的年齡動不動就在幾十億上百億年,一切的天體最終都會消亡,它們有自己的壽命。恒星是宇宙中數量最多的天體之一,它們也會經歷自己的“一生”。
恒星
前面說到,恒星來自于星云內部的核聚變反應,隨著反應繼續,聚集繼續,恒星的質量會越來越大,引力會將周圍一些能夠供它使用的物質都吸過來,直到最后達成一個動態平衡。這個平衡就是,以這個恒星為中心,形成一個體系,那些聚集起來不發光發熱的天體,會在恒星的引力下圍繞它旋轉。
同時,恒星的核聚變還在繼續,隨著動態平衡完成,恒星的核聚變反應也會趨于穩定。這個時候,恒星就會進入一個很長的持續發光發熱的階段。
恒星會在這一時期呆很久,有的會有上百億年,有的可能不足一億年。恒星告別青澀的成長期,步入成熟期,組成宇宙中最基礎的天文體系——恒星系。
恒星系
我們的太陽系就是宇宙中一個普通的恒星系。恒星的發光發熱來自核聚變,可原料總有消耗完的一天,恒星的氫原子完結之日,便是它結束成熟期進入老年期的標志。老年期會是怎樣的狀態,取決于恒星自身的質量大小。
太陽系
小于等于八個太陽質量的恒星,會在進入老年時期后膨脹,這個時候叫做紅巨星。雖然表面的氫被核聚變消耗殆盡,但是恒星內部還存在著氫和氦,它們繼續核聚變。只不過比起過去,散發出來的能量并不連續,也不穩定,這個時期的恒星如同老人一樣,脾氣陰晴不定。
氦繼續核聚變會生成碳和氧,內核開始收縮,質量都聚集在了內核。恒星的外部卻在不斷膨脹,這就導致出現坍塌。最后恒星只剩下一顆冰冷發白的內核,稱之為白矮星。
而質量大于八個太陽的恒星,其膨脹會尤為突出,用紅巨星來形容它已經不合適,所以叫超紅巨星。質量越大膨脹也就越大,這就不單單是坍塌這么簡單了,它會直接爆炸。不管是坍塌也好爆炸也好,都會把恒星內核以外的物質全部甩出去。
紅巨星
這些被甩出去的物質里,是以氫、氦元素為主的氣體,夾雜著一些碳、氧元素甚至金屬元素,以及爆炸產生的塵埃。是不是在哪里聽過?是的,就是星云,恒星在星云中來,最后又在星云中離去。
不同質量的恒星,留下的內核不相同,小于等于8個太陽質量的恒星,留下的是白矮星;質量大于8個太陽的恒星,要么留下的內核是中子星,要么就是宇宙中最無敵的存在——黑洞。
不管是白矮星也好還是中子星也好甚至是黑洞也罷,它們的密度都非常的大,引力也很大,不過白矮星因為體積太小,影響力不及后兩者強大,更多的時候是作為恒星的墓碑出現。
“創世之柱”只是一個形象比喻,它并非實體柱子,而是氣體、塵埃形成了形似神柱的圖像。它本質上是星云的一部分,這就意味著每形成一顆新的恒星,就會消耗“創世之柱”的物質,相當于把柱子“掏”走一部分。
“創世之柱”
哈勃天文望遠鏡發現,恒星們正如“蛀蟲”一樣,在蠶食“創世之柱”里面的物質,一旦某一天將“神柱”里面的物質消耗完,“創世之柱”就會“崩塌”。也許屆時整個老鷹星云的形狀也會發生改變,Maybe會變成一只雞、一只鴨,或者干脆是其他完全不沾邊的動物,也有可能,老鷹星云被新生的恒星們四分五裂。
創生之柱:兩張照片拍攝期間發生驚人變化
不過恒星的形成過程是很漫長的,以我們的太陽為例,它真正穩定下來花費了大約2到3億年的時間,因此神柱坍塌是必然的,只不過我們未必能看見。
而且星云的形狀并非一成不變而是時刻都在變化,人類依靠的是光學望遠鏡觀察。星云動輒得咎就在幾十光年外,人類要察覺它的變化,恐怕要經過長時間的觀察,這個長時間不是幾個月幾年,是以幾十年起步,千百年為單位記錄,以人類的壽命,恐怕辦不到。
刻卜勒式望遠鏡的簡圖
NASA在1995年后,幾乎每一年都會更新“創世之柱”的圖像,不知從何時起,神柱失去了往日的光輝,它不再熠熠生輝而是趨于暗淡,甚至有點模糊了。天文學家發現,在老鷹心臟位置誕生的恒星越來越多,它們的亮度與“創世之柱”成反比。并且威脅“創世之柱”的不僅僅是恒星誕生,恒星“死亡”的時候也會對柱子產生影響。
超新星大爆炸
大質量的恒星消亡的時候,會發生爆炸,叫做超新星大爆炸。爆炸產生的能量是巨大的,很有可能會波及“創世之柱”。人類有一句古語叫做“福禍相依”,用在星云身上就是“生死相隨”。有恒星誕生的地方,肯定有恒星死亡,超新星大爆炸就是恒星最后的絕唱,會十分壯烈。
“創世之柱”
“創世之柱”所在的地方是恒星誕生最活躍的地方,同時也是恒星死亡最多的地方。天文學家們推斷,“創世之柱”在未來不一定是被“蛀蟲”給“掏空”,而是毀于一場巨大的超新星大爆炸。
我們為什么要去探索星云?因為從某種角度上來說,星云也是我們的起源。遙想46億年前,太陽系初生的時候,太陽周圍的物質結合起來形成了最初的行星,地球也是在這個時候開始形成。剛開始的地球滾燙無比,就是一顆炙熱的大火球,甚至還被另外的天體撞擊過,不知何時地球出現了水。
地球結構圖
關于地球的水是哪里來的,我們至今都無法找到答案,不論來源,地球的生命開始于這些看似平平無奇的液體。從46億年地球形成,到大約38億年出現生命,中間過去了差不多8億年的歷史,這成為了人類研究地球的空白時期。在生命誕生之前,到底有怎樣的伏筆被埋下,為何偏偏是地球成為了這場生命之戰的贏家?
我們探索星云,可以觀察恒星的誕生,同時也能知道行星的形成,可以從中看到曾經的地球,了解遠古時期,甚至能夠見證另一場生命的誕生。地球的生命是偶然,還是必然,可以從星云中去尋找答案。星云里有沒有奧特曼我們不得而知,我們能肯定的是,通過星云,我們可以看見一個恒星系的過去、現在以及未來。
美麗的星云
人類太渺小了,就連自己生活的地球都沒能探索完畢,更何況是距離我們光年之外的星云。所以在看到“創世之柱”的那一剎那,人類折服于它的壯闊,也被激發起了好奇心。宇宙中還有無數的壯闊的星云在等待人類的發現,我們自己說不定就身處在一個巨大而又美麗的星云之中。