如果问宇宙中最浪漫的天体,那自然是星云。从外形上看,星云有各种形状,它们的直径在好几光年以上,就像是画在宇宙中的一幅幅巨大的画卷。而星云来自一个恒星的衰亡,它本身又是另一颗恒星的起点,串联起了宇宙恒星的演化路线。
美丽的星云
随着人类科技的进步,我们能够看见更清晰的星云图像,虽然NASA呈现给我们的星云图片是经过处理过的,目的是为了更加方便观看,可人们依旧臣服与星云的壮观。其中最著名的一张星云图非创世之柱莫属,光听这名字就十分的威武霸气。然而曾经发现它的哈勃望远镜观察到,创世之柱正在坍塌,因为里面出现了蛀虫。这究竟是怎么回事?
在鹰星云的"创生之柱",于2014年重新拍摄。
创世之柱
创世之柱是老鹰星云内部的一团气体与尘埃组合形成的星云局部图像,哈勃太空望远镜在1995年4月1日拍摄到,经过NASA一系列的润色后,照片一经公布就震惊了全世界。
M16鹰状星云
老鹰星云编号M16,位于巨蛇座星云区,同时也在银河系的人马臂上,距离我们的太阳系7000光年,光是老鹰的翼展就有上百光年。星云内部有大约460颗恒星,因此老鹰星云的亮度其实是很高的,用普通的天文望远镜也可以观测到。
巨蛇座
之所以叫它老鹰星云,是因为形状看起来像一只翱翔的雄鹰。创世之柱的位置正好在鹰的心脏位置,让其具有了特殊的意义。创世之柱的高度大约有5光年,它由三个柱子组成,每个柱子的直径都在1光年以上。之所以叫做创世之柱,是因为这里也是老鹰星云诞生恒星最多的地方,仿佛一只手,在缔造这些恒星。
在鹰星云的"创生之柱",1995年的原始图像。
但是天文学家们却认为,诞生的恒星越多,创世之柱就会越暗淡,随着时间的推移,在未来它有坍塌的可能。其实这并不是什么悲伤的结局,相反,这是每个星云的命运。
恒星的摇篮
我们人类将地球成为生命的摇篮,那是因为人类诞生在地球之上,对于地球来说,太阳系是它的摇篮,因为没有太阳,地球等行星根本就不会形成。而对于太阳来说,星云就是它的故乡。
太阳系
星云里面最火的,恐怕不是壮阔的老鹰星云,而是M78星云,这是著名影视角色奥特曼的故乡。事实上,M78星云真的存在,不过没有所谓的奥特曼,M是给星云命名的一个编号,比如老鹰星云只是人们的俗称,它的学名叫M16星云。
M78星云
星云的主要成分是气体和尘埃,它是全宇宙目前已知的直径最大的天体,动辄得咎就会超过几十光年。星云的质量非常大,无奈它的体积也非常大,最后的结果就是星云的密度很小。从图片上看,星云一副岁月静好的样子,事实上里面暗流涌动。组成星云的气体主要是氢气和氦气,里面的氢元素和氦元素也是元素周期表上的前两号元素。
星云
氢和氦是如今核技术中比较常用的原料,在宇宙中,它们之间会发生核聚变反应,释放大量的能量。这些能量会搅乱星云内部暂时的平静,让局部地区发生物质的聚集。聚合起来的氢和氦就会形成一颗会发光、发热的天体,这便是恒星的前身。而那些尘埃,聚沙成石再聚少成多,成为了行星的前身。几乎每一颗恒星,都诞生在星云之中。
当然星云也不完全是恒星的故乡,它还是其他天体,比如彗星的故乡。人们不禁会感到疑惑,这么壮丽的星云是怎么来的,根据能量守恒定律,它不会凭空出现的。可以说星云是恒星的起点,也是恒星的终点。
恒星的出生和死亡
宇宙中没有永恒,虽然天体的年龄动不动就在几十亿上百亿年,一切的天体最终都会消亡,它们有自己的寿命。恒星是宇宙中数量最多的天体之一,它们也会经历自己的一生。
恒星
前面说到,恒星来自于星云内部的核聚变反应,随着反应继续,聚集继续,恒星的质量会越来越大,引力会将周围一些能够供它使用的物质都吸过来,直到最后达成一个动态平衡。这个平衡就是,以这个恒星为中心,形成一个体系,那些聚集起来不发光发热的天体,会在恒星的引力下围绕它旋转。
同时,恒星的核聚变还在继续,随着动态平衡完成,恒星的核聚变反应也会趋于稳定。这个时候,恒星就会进入一个很长的持续发光发热的阶段。
恒星会在这一时期呆很久,有的会有上百亿年,有的可能不足一亿年。恒星告别青涩的成长期,步入成熟期,组成宇宙中最基础的天文体系——恒星系。
恒星系
我们的太阳系就是宇宙中一个普通的恒星系。恒星的发光发热来自核聚变,可原料总有消耗完的一天,恒星的氢原子完结之日,便是它结束成熟期进入老年期的标志。老年期会是怎样的状态,取决于恒星自身的质量大小。
太阳系
小于等于八个太阳质量的恒星,会在进入老年时期后膨胀,这个时候叫做红巨星。虽然表面的氢被核聚变消耗殆尽,但是恒星内部还存在着氢和氦,它们继续核聚变。只不过比起过去,散发出来的能量并不连续,也不稳定,这个时期的恒星如同老人一样,脾气阴晴不定。
氦继续核聚变会生成碳和氧,内核开始收缩,质量都聚集在了内核。恒星的外部却在不断膨胀,这就导致出现坍塌。最后恒星只剩下一颗冰冷发白的内核,称之为白矮星。
而质量大于八个太阳的恒星,其膨胀会尤为突出,用红巨星来形容它已经不合适,所以叫超红巨星。质量越大膨胀也就越大,这就不单单是坍塌这么简单了,它会直接爆炸。不管是坍塌也好爆炸也好,都会把恒星内核以外的物质全部甩出去。
红巨星
这些被甩出去的物质里,是以氢、氦元素为主的气体,夹杂着一些碳、氧元素甚至金属元素,以及爆炸产生的尘埃。是不是在哪里听过?是的,就是星云,恒星在星云中来,最后又在星云中离去。
不同质量的恒星,留下的内核不相同,小于等于8个太阳质量的恒星,留下的是白矮星;质量大于8个太阳的恒星,要么留下的内核是中子星,要么就是宇宙中最无敌的存在——黑洞。
不管是白矮星也好还是中子星也好甚至是黑洞也罢,它们的密度都非常的大,引力也很大,不过白矮星因为体积太小,影响力不及后两者强大,更多的时候是作为恒星的墓碑出现。
神柱崩塌
创世之柱只是一个形象比喻,它并非实体柱子,而是气体、尘埃形成了形似神柱的图像。它本质上是星云的一部分,这就意味着每形成一颗新的恒星,就会消耗创世之柱的物质,相当于把柱子掏走一部分。
创世之柱
哈勃天文望远镜发现,恒星们正如蛀虫一样,在蚕食创世之柱里面的物质,一旦某一天将神柱里面的物质消耗完,创世之柱就会崩塌。也许届时整个老鹰星云的形状也会发生改变,Maybe会变成一只鸡、一只鸭,或者干脆是其他完全不沾边的动物,也有可能,老鹰星云被新生的恒星们四分五裂。
创生之柱:两张照片拍摄期间发生惊人变化
不过恒星的形成过程是很漫长的,以我们的太阳为例,它真正稳定下来花费了大约2到3亿年的时间,因此神柱坍塌是必然的,只不过我们未必能看见。
而且星云的形状并非一成不变而是时刻都在变化,人类依靠的是光学望远镜观察。星云动辄得咎就在几十光年外,人类要察觉它的变化,恐怕要经过长时间的观察,这个长时间不是几个月几年,是以几十年起步,千百年为单位记录,以人类的寿命,恐怕办不到。
刻卜勒式望远镜的简图
NASA在1995年后,几乎每一年都会更新创世之柱的图像,不知从何时起,神柱失去了往日的光辉,它不再熠熠生辉而是趋于暗淡,甚至有点模糊了。天文学家发现,在老鹰心脏位置诞生的恒星越来越多,它们的亮度与创世之柱成反比。并且威胁创世之柱的不仅仅是恒星诞生,恒星死亡的时候也会对柱子产生影响。
超新星大爆炸
大质量的恒星消亡的时候,会发生爆炸,叫做超新星大爆炸。爆炸产生的能量是巨大的,很有可能会波及创世之柱。人类有一句古语叫做福祸相依,用在星云身上就是生死相随。有恒星诞生的地方,肯定有恒星死亡,超新星大爆炸就是恒星最后的绝唱,会十分壮烈。
创世之柱
创世之柱所在的地方是恒星诞生最活跃的地方,同时也是恒星死亡最多的地方。天文学家们推断,创世之柱在未来不一定是被蛀虫给掏空,而是毁于一场巨大的超新星大爆炸。
人类的渺小
我们为什么要去探索星云?因为从某种角度上来说,星云也是我们的起源。遥想46亿年前,太阳系初生的时候,太阳周围的物质结合起来形成了最初的行星,地球也是在这个时候开始形成。刚开始的地球滚烫无比,就是一颗炙热的大火球,甚至还被另外的天体撞击过,不知何时地球出现了水。
地球结构图
关于地球的水是哪里来的,我们至今都无法找到答案,不论来源,地球的生命开始于这些看似平平无奇的液体。从46亿年地球形成,到大约38亿年出现生命,中间过去了差不多8亿年的历史,这成为了人类研究地球的空白时期。在生命诞生之前,到底有怎样的伏笔被埋下,为何偏偏是地球成为了这场生命之战的赢家?
我们探索星云,可以观察恒星的诞生,同时也能知道行星的形成,可以从中看到曾经的地球,了解远古时期,甚至能够见证另一场生命的诞生。地球的生命是偶然,还是必然,可以从星云中去寻找答案。星云里有没有奥特曼我们不得而知,我们能肯定的是,通过星云,我们可以看见一个恒星系的过去、现在以及未来。
美丽的星云
人类太渺小了,就连自己生活的地球都没能探索完毕,更何况是距离我们光年之外的星云。所以在看到创世之柱的那一刹那,人类折服于它的壮阔,也被激发起了好奇心。宇宙中还有无数的壮阔的星云在等待人类的发现,我们自己说不定就身处在一个巨大而又美丽的星云之中。