恒星的生与死

恒星的诞生

巨分子云环绕星系中心运动时被引力场和磁场所牵引，它们所包含粒子的运动速度取决于它们的温度：云团温度越低，粒子运动越慢。高速移动的粒子难以相撞，因此恒星只能在冰冷云团的致密核中形成。这些云团的典型温度高于绝对零度15度。这些云团周期性地发生崩塌，这类崩塌的触发机制被认为是巨分子云之间的碰撞或是巨分子云进入星系旋臂中。这两种情况都导致云团中的压缩波产生，这使得某些孤立区域变得极致密以至于引力超过了其他作用，从而云团崩塌。这些孤立区域通常包含了足以形成几百个具有与太阳质量类似的恒星的质量，它们被称为巴纳德体，通常表现为恒星前面的黑暗区域。有时，含有发射星云的区域会达到适当的密度并且发生崩塌，这表现为发光气体中的圆形黑色“气泡”，它们被称为博克球状体。随着巴纳德体和博克球状体的崩塌，它们中间的孤立区域也发生崩塌。通过这种方式，云团分裂为多个大小不一的碎片。恒星在较小的碎片中形成。

在崩塌区域的中心产生了物质的聚集，这些物质的3/4以氢气形式存在，其余的几乎都是氦，较重元素占2%。这一区域被称为原恒星，随着物质倾泻到其上，气体被压缩，温度开始显著升高。温度的升高使气体运动加快从而产生更大的压力。这一压力逐渐平衡引力的向内拉力并阻止原恒星的进一步崩塌。随着更多的物质聚集到原恒星上，它逐渐被压缩而不再崩塌。这一过程将使它的温度继续升高。尽管在原恒星中没有核反应过程，它仍然由于物质撞击其表面而释放能量。能量以辐射的形式发出，但很快被落向原恒星表面形成的尘埃壳所吸收。这一过程加热了尘埃，它们将能量以红外波长重新辐射。包围原恒星的尘埃外壳十分巨大，典型情况下，它是我们整个太阳系的20倍。

最早的年轻红外恒星发现于猎户座恒星形成区域，在1967年被美国加州理工学院的埃里克·贝克林和格里·诺伊格鲍尔发现，这种恒星也就被称为贝克林——诺伊格鲍尔天体。而最年轻的原恒星是位于蛇夫星座的VLA1623，是以发现它的超大阵列望远镜命名的。它被认为不到1万岁。

↑哈勃空间望远镜照下了这一猎户座恒星诞生区域的高解析度伪色图。它释放出氢、离子氧和硫，在图上分别显示为绿色、蓝色和红色。在图的上部中心有一条由年轻恒星射出的物质喷流。这些物质清理出了一个将形成反射星云的空腔。只能看见一条喷流的原因在于另一条喷向相反方向并且被尘埃所遮挡。在猎户座星云中有着很多这样的天体。

↑花朵展开花瓣的过程与双极腔的演化过程相似。原恒星风侵蚀腔壁。逐渐地，星云展开，双极特性失去。最终只剩下吸积盘。

↓非常年轻的恒星通常被发现于双极星云中心，它在年轻恒星发出的亚原子粒子和辐射在星际介质中雕出形状时产生。（1）崩塌区域中心物质的密度通过吸积形成。物质落向中心原恒星产生的冲击加热了天体并释放出能量。能量也通过氢的同位素——氘在比普通氢聚变更低温度下发生的核聚变产生。氘的燃烧可能有助于雕出双极空腔的原恒星风的产生。（2）双极星云开始呈现出特征化外形，并在原恒星周围形成吸积盘。尘埃的这一聚集就像是阻止辐射和亚原子粒子沿年轻恒星天体赤道平面逃逸的屏障。在极区，物质的密度很小；辐射从这里逃逸。（3）星云现在成熟了并且易于观测。从原恒星逃出的光子穿过空腔，当它们与腔壁相撞时，向所有方向散射，其中的一些向地球方向投射。通过对光线极化的研究，天文学家推演出关于中心恒星的许多信息。

1.原恒星2.吸积盘形成3.全反射星云4.年轻恒星5.吸积盘6.空腔7.辐射在腔壁散射