恒星的生與死

恒星的誕生

巨分子云環繞星系中心運動時被引力場和磁場所牽引，它們所包含粒子的運動速度取決于它們的溫度：云團溫度越低，粒子運動越慢。高速移動的粒子難以相撞，因此恒星只能在冰冷云團的致密核中形成。這些云團的典型溫度高于絕對零度15度。這些云團周期性地發生崩塌，這類崩塌的觸發機制被認為是巨分子云之間的碰撞或是巨分子云進入星系旋臂中。這兩種情況都導致云團中的壓縮波產生，這使得某些孤立區域變得極致密以至于引力超過了其他作用，從而云團崩塌。這些孤立區域通常包含了足以形成幾百個具有與太陽質量類似的恒星的質量，它們被稱為巴納德體，通常表現為恒星前面的黑暗區域。有時，含有發射星云的區域會達到適當的密度并且發生崩塌，這表現為發光氣體中的圓形黑色“氣泡”，它們被稱為博克球狀體。隨著巴納德體和博克球狀體的崩塌，它們中間的孤立區域也發生崩塌。通過這種方式，云團分裂為多個大小不一的碎片。恒星在較小的碎片中形成。

在崩塌區域的中心產生了物質的聚集，這些物質的3/4以氫氣形式存在，其余的幾乎都是氦，較重元素占2%。這一區域被稱為原恒星，隨著物質傾瀉到其上，氣體被壓縮，溫度開始顯著升高。溫度的升高使氣體運動加快從而產生更大的壓力。這一壓力逐漸平衡引力的向內拉力并阻止原恒星的進一步崩塌。隨著更多的物質聚集到原恒星上，它逐漸被壓縮而不再崩塌。這一過程將使它的溫度繼續升高。盡管在原恒星中沒有核反應過程，它仍然由于物質撞擊其表面而釋放能量。能量以輻射的形式發出，但很快被落向原恒星表面形成的塵埃殼所吸收。這一過程加熱了塵埃，它們將能量以紅外波長重新輻射。包圍原恒星的塵埃外殼十分巨大，典型情況下，它是我們整個太陽系的20倍。

最早的年輕紅外恒星發現于獵戶座恒星形成區域，在1967年被美國加州理工學院的埃里克·貝克林和格里·諾伊格鮑爾發現，這種恒星也就被稱為貝克林——諾伊格鮑爾天體。而最年輕的原恒星是位于蛇夫星座的VLA1623，是以發現它的超大陣列望遠鏡命名的。它被認為不到1萬歲。

↑哈勃空間望遠鏡照下了這一獵戶座恒星誕生區域的高解析度偽色圖。它釋放出氫、離子氧和硫，在圖上分別顯示為綠色、藍色和紅色。在圖的上部中心有一條由年輕恒星射出的物質噴流。這些物質清理出了一個將形成反射星云的空腔。只能看見一條噴流的原因在于另一條噴向相反方向并且被塵埃所遮擋。在獵戶座星云中有著很多這樣的天體。

↑花朵展開花瓣的過程與雙極腔的演化過程相似。原恒星風侵蝕腔壁。逐漸地，星云展開，雙極特性失去。最終只剩下吸積盤。

↓非常年輕的恒星通常被發現于雙極星云中心，它在年輕恒星發出的亞原子粒子和輻射在星際介質中雕出形狀時產生。（1）崩塌區域中心物質的密度通過吸積形成。物質落向中心原恒星產生的沖擊加熱了天體并釋放出能量。能量也通過氫的同位素——氘在比普通氫聚變更低溫度下發生的核聚變產生。氘的燃燒可能有助于雕出雙極空腔的原恒星風的產生。（2）雙極星云開始呈現出特征化外形，并在原恒星周圍形成吸積盤。塵埃的這一聚集就像是阻止輻射和亞原子粒子沿年輕恒星天體赤道平面逃逸的屏障。在極區，物質的密度很小；輻射從這里逃逸。（3）星云現在成熟了并且易于觀測。從原恒星逃出的光子穿過空腔，當它們與腔壁相撞時，向所有方向散射，其中的一些向地球方向投射。通過對光線極化的研究，天文學家推演出關于中心恒星的許多信息。

1.原恒星2.吸積盤形成3.全反射星云4.年輕恒星5.吸積盤6.空腔7.輻射在腔壁散射