自從1990年4月24日哈勃太空望遠(yuǎn)鏡從美國(guó)肯尼迪航天中心升空以來(lái),我們?cè)谔罩芯蛽碛辛艘浑p可以看得更遠(yuǎn)的眼睛。哈勃望遠(yuǎn)鏡從太空中給我們拍攝了許多,我們以前從未能有幸得見(jiàn)的宇宙美景,這些照片讓我們無(wú)比驚嘆于宇宙的美輪美奐。其中拍攝于1995年的“創(chuàng)世之柱”便是其中最令人震撼的照片之一。創(chuàng)世之柱形似一只伸向宇宙的巨爪,又像三只向天而吠的巨獸,更像三根擎立于那片星空中的巨柱,令人無(wú)比震撼,因此被命名為“創(chuàng)世之柱”。
創(chuàng)世之柱
“創(chuàng)世之柱”位于距離地球7000光年外的天鷹星云(M16)之內(nèi),它是由稠密的分子云和塵埃組成的一個(gè)高聳的柱狀物,從他的底部到頂部比1光年(9.46×10^12千米)還長(zhǎng),誕生至今已有約兩百萬(wàn)年,科學(xué)家們猜測(cè)那里可能是恒星誕生的一個(gè)巨大孵化場(chǎng)。星云本身并不會(huì)發(fā)光,而是被星云中的恒星照亮才會(huì)發(fā)光,在星云中不同的元素以不同的顏色表示:綠色的是氫、單獨(dú)的紅色是電離的硫、藍(lán)色是少了兩個(gè)電子的氧原子。在創(chuàng)生之柱的周?chē)禚椥窃苾?nèi)有20顆左右的恒星正在形成,而這些恒星形成過(guò)程中所釋放的紫外輻射將不斷侵蝕這根“創(chuàng)世之柱”,最終導(dǎo)致星云的瓦解。
天鷹星云
科學(xué)家們觀測(cè)星云的變化,主要是為了研究恒星的誕生形成過(guò)程,哈勃望遠(yuǎn)鏡所拍攝到的照片,給我們展示了一段活生生的恒星誕生紀(jì)錄片。在分子云中,稠密的的氣體會(huì)先塌縮成原恒星,在原恒星形成之后,周?chē)奈镔|(zhì)紛紛落到它的上面。原恒星就靠收集周?chē)倪@些物質(zhì)成長(zhǎng),質(zhì)量不斷增加直至該恒星有足夠的星風(fēng)形成,這時(shí)下落的物質(zhì)就被阻擋,恒星就不能進(jìn)一步增長(zhǎng)了。這一階段原恒星被塵埃遮蓋著,只有在塵埃被融合以后,才有可能在可見(jiàn)光波段觀測(cè)到它們。而對(duì)于一顆太陽(yáng)質(zhì)量的恒星而言,這個(gè)階段將至少需要10萬(wàn)年。但并不是每一顆原恒星都能夠順利長(zhǎng)大,有的原恒星在質(zhì)量增長(zhǎng)到一定階段后便會(huì)停止成長(zhǎng),成為永遠(yuǎn)不會(huì)被點(diǎn)亮的褐矮星。研究表明,只有當(dāng)原恒星的質(zhì)量超過(guò)太陽(yáng)的8%之后,才能滿(mǎn)足核聚變的條件,恒星才會(huì)被點(diǎn)亮??茖W(xué)家們至今也沒(méi)有找到那些質(zhì)量小于太陽(yáng)8%的原恒星停止生長(zhǎng)的原因,或許宇宙中的原恒星也像人類(lèi)的孩童一樣,有的可以健康茁壯的成長(zhǎng),而有的就沒(méi)有那么幸運(yùn)。褐矮星便是宇宙中不幸夭折的孩童。
褐矮星示意圖
我們都知道因?yàn)楣馑俚南拗疲覀兯芙邮盏降膩?lái)自各種星體的光線,都來(lái)自于很久以前,天鷹星云中的創(chuàng)世之柱距離地球7000光年,也就是說(shuō),我們現(xiàn)在看到的,是它7000年前的樣子。而實(shí)際上早在6000年前,這個(gè)宇宙中的地標(biāo)就已經(jīng)被一次超新星的爆發(fā),所摧毀了。所以,我們現(xiàn)在看到的,其實(shí)是它的幽靈。這里就有一個(gè)問(wèn)題了,我們只能看到7000前那里發(fā)出的光線,那比那還晚一千年的事情,我們又是怎么知道的呢?
超新星爆發(fā)
超新星爆發(fā),聽(tīng)起來(lái)很炫酷,但他對(duì)于一顆恒星來(lái)說(shuō),卻意味著死亡。他是在恒星演化末期時(shí)經(jīng)歷的一種劇烈爆炸。恒星和我們?nèi)祟?lèi)一樣,會(huì)經(jīng)歷誕生,成長(zhǎng),死亡的過(guò)程。恒星的壽命主要取決于他的質(zhì)量,恒星的質(zhì)量越大,引力越強(qiáng),所需要的向外的輻射壓也要更強(qiáng),才能與向內(nèi)的引力相抗衡,以維持恒星的穩(wěn)定。而要有更強(qiáng)的輻射壓,就必須有更加劇烈的核聚變反應(yīng),所以消耗的物質(zhì)質(zhì)量就越多。所以,恒星的質(zhì)量越大,它的壽命就越短。一般來(lái)說(shuō),要獲得恒星的質(zhì)量,有力學(xué)和光度學(xué)兩種方法,前者需要利用雙星(天狼星B的質(zhì)量就是這樣計(jì)算出來(lái)的)、三合星、聚星等的運(yùn)動(dòng)來(lái)計(jì)算,后者是根據(jù)恒星的光譜型、光度和距離等數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行計(jì)算。在得知了恒星的質(zhì)量后,我們就可以計(jì)算出它的壽命,恒星的壽命大致與其質(zhì)量的2.5次方成反比,當(dāng)然這只是一種粗略的說(shuō)法,要得到準(zhǔn)確的時(shí)間,我們需要把所有因素都考慮進(jìn)去之后進(jìn)行周密的計(jì)算。我們比較熟知的一些恒星的壽命,大約如下:
織女星 5億年
天狼星 10億年
南河三 30億年
太陽(yáng) 100億年
南門(mén)二B 400億年
武仙座14 1000億年
Gliese 581 5000億年
比鄰星 1萬(wàn)億年
Gliese 229B 150萬(wàn)億年
我們的太陽(yáng)誕生至今已經(jīng)46億年,所以我們可以知道,它的壽命還有大約54億年,同理,我們通過(guò)觀測(cè)天鷹星云中所有恒星的光度分析它們的光譜,或計(jì)算它們的引力,就可以精確的知道其中每一顆恒星的壽命,知道他們發(fā)生超新星爆發(fā)的時(shí)間點(diǎn)??茖W(xué)家經(jīng)過(guò)計(jì)算得出,有一顆恒星,在大約6000年前,已經(jīng)在天鷹星云發(fā)生了超新星爆發(fā)。超星新爆發(fā)是宇宙中最炫目的煙火, 恒星會(huì)將其大部分甚至幾乎所有物質(zhì)以可高至十分之一光速的速度向外拋散, 過(guò)程中所突發(fā)的電磁輻射經(jīng)常能夠照亮其所在的整個(gè)星系,并向周?chē)男请H物質(zhì)輻射激波,創(chuàng)世之柱必然在這場(chǎng)浩劫中蕩然無(wú)存。我們應(yīng)該慶幸我們的太陽(yáng)正處于壯年期,我們還有很多很多很多的時(shí)間,在太陽(yáng)系中繁衍生息。
超新星爆發(fā)
創(chuàng)世之柱所在的天鷹星云位于銀河中的巨蛇座,因?yàn)樾嗡埔恢徽钩岚肯璧纳n鷹而得名。在天氣清朗的郊外,尋找一片視野較好的開(kāi)闊高地,你或許可以一睹這只蒼鷹的風(fēng)采,它在天蝎座和武仙座之間,在銀河的西南,使用小型天文望遠(yuǎn)鏡就能一睹它那極具魅力的美妙景象。
天鷹星云
像這樣震撼的景象宇宙中比比皆是,它們即是我們眼中的美景,也是宇宙的遺跡,即使過(guò)去億萬(wàn)年,它依舊分毫不差的記錄著宇宙的每一次變遷,通過(guò)觀測(cè)這些景象,我們可以更好的了解宇宙,學(xué)習(xí)它的歷史,展望它的未來(lái)。
馬頭星云:位于獵戶(hù)座,距離地球約1500光年。
天使星云:位于Sharpless 2-106恒星形成區(qū),距離地球約2000光年。
上帝之眼:位于水瓶座,距離地球約650光年。
螞蟻星云:位于矩尺座,距離地球約3000到6000光年。
大麥哲倫星云內(nèi)發(fā)生的1a型超新星爆發(fā)痕跡,美國(guó)宇航局的哈勃空間望遠(yuǎn)鏡和錢(qián)德拉X射線望遠(yuǎn)鏡拍攝到這場(chǎng)超新星爆發(fā)產(chǎn)生的巨大沖擊波。
哈勃望遠(yuǎn)鏡可謂是我們?nèi)祟?lèi)宇宙觀測(cè)的大功臣,沒(méi)有它我們就看不到如此清晰的宇宙,2016年,哈勃望遠(yuǎn)鏡再次刷新了人類(lèi)宇宙觀測(cè)距離的記錄,成功捕捉到了距離地球達(dá)134億光年的GN-z11星系發(fā)出的微光。我們觀測(cè)到的是這個(gè)星系在宇宙誕生之后4億年的圖景,換句話(huà)說(shuō),就是這個(gè)星系的嬰兒時(shí)期。通過(guò)對(duì)這些圖景的研究,我們距離宇宙大爆炸誕生之初,又近了一步。18年哈勃望遠(yuǎn)鏡因?yàn)榛剞D(zhuǎn)儀故障,進(jìn)入安全模式,19年1月NASA發(fā)布消息稱(chēng)哈勃望遠(yuǎn)鏡因?yàn)閺V域照相機(jī)的硬件問(wèn)題而無(wú)法工作,現(xiàn)在我們?nèi)匀贿€沒(méi)有得到維修的消息。希望陪伴了人類(lèi)近30載的哈勃望遠(yuǎn)鏡能夠盡快恢復(fù)工作,繼續(xù)探索我們觸不可及的宇宙深空。
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