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“韦伯”看到的“创世之柱”

2023-03-16戴铭珏

科学24小时 2023年3期
关键词:韦伯星云尘埃

文/戴铭珏

夏夜,长长的银河从南到北,几乎把天空分成两个部分。银河系里的星星在南方的低空显得格外浓密,从中可以发现很多星云和星团,其中的鹰状星云是广受天文爱好者关注的目标。它的亮度只有6.5,利用小型望远镜观测就可以发现这里是一块亮斑,看起来像是一只展翅翱翔的雄鹰,因而得名“鹰状星云”。通过大型的望远镜观测,可以看到鹰状星云的轮廓显示出一片光芒,明亮之中还带有暗淡的尘埃物质。当通过哈勃望远镜观察这些尘埃物质的时候,效果是非凡的,可以发现这些暗淡的尘埃物质显示出清晰的外形,这就是“创世之柱”。

“创世之柱”就像是庄严而神圣的祭坛上有三根气体柱子高高升起,它们很不规则,高低也不一致。这是浓密的气体,包含着巨量的星际尘埃。远处恒星的光芒笼罩着这里,可以看到气体柱子上挂着很多雾蒙蒙的圆球,它们是新生的恒星,刚从浓密的尘埃物质中凝聚形成。原来“创世之柱”是一个恒星孵化场,无数的新生恒星正在这里诞生。

远眺“创世之柱”

1995 年,哈勃望远镜拍摄的这张照片给天文学界带来了巨大的震撼。2015 年,哈勃望远镜再一次给鹰状星云拍摄了照片。这时的传感器已经有了很大的进步,图像更加清晰准确。但是,人们对宇宙的好奇心并没有终点,对“创世之柱”的关切也带动了其他技术的进步。于是,另一台望远镜在2022 年上天了,它就是韦伯望远镜。

“韦伯”并不是光学望远镜,而是红外望远镜,能在红外波段观测拍摄。它的红外观测能力有近红外波段观测和中红外波段观测两种模式。在近红外波段观测时,与光学波段差不多,它拍摄的照片显示,尘埃柱就像是坚硬的岩石,或者说像是熔岩流,似乎是透明的,就像是薄雾一样的纱窗,遮挡住了远处的暗淡星系,只出现繁星点点的景象,比较明亮的星星还能发出呈八角形的光芒。柱子的顶端带有鲜红的亮斑,那就是年轻的恒星。它们在吸收尘埃物质的过程中逐渐长大。但因为吸收了太多的尘埃物质,还会发生对称的喷流,喷出的尘埃物质与周边的尘埃物质相互作用,就像是气体柱子,但这是极其微小的尘埃柱。这让人们更加坚定地相信,这里确实是恒星孵化场。

韦伯望远镜还会启动中红外波段观测模式,中红外相机拍摄的图片展示的是另一幅让人们感到既陌生又惊恐的图景,因为它带着一丝阴森恐怖的气息。呈铅灰色的“创世之柱”的周围没有那么多的繁星,这是因为韦伯望远镜的中红外波段观测模式对发出光芒的恒星熟视无睹,所以,基本上无法呈现远处的恒星。但通过韦伯望远镜的中红外相机观测,可以清晰地看到星云的轮廓。

这些星云的轮廓像是狰狞的野兽,只是在顶端发出白茫茫的一片光芒。柱顶出现的几颗恒星,是从这片尘埃物质中诞生的恒星。这些恒星刚刚驱散了周围的尘埃物质,给自身开辟了一片狭小的生存空间。同时,它们的近处还有很多的尘埃物质包裹着刚刚诞生的恒星。这些尘埃物质遮挡住了光线,却无法挡住韦伯望远镜的红外波段观测,韦伯望远镜可以透过这些尘埃物质看见这些新生恒星。

创造与毁灭

当鹰状星云的“创世之柱”第一次出现在天文学家面前时,他们感慨之余也担心这些尘埃柱也许不久后就会消散。理由有二:一是恒星诞生后发出的光芒,会吹散周边的气体,改变这里的格局;二是“创世之柱”周边会有超新星爆发,爆发的浪潮会让这里的尘埃物质灰飞烟灭。但目前看来, 30 来年过去了,尘埃柱还在这里,基本没有变化。

鹰状星云距离我们6500 光年,“创世之柱”只是其中很小的一个部分,在它的周边还存在多种尘埃物质结构,它们的轮廓有的像龙,有的像蚯蚓。至于“它们是从哪里来的?这里究竟存在多少尘埃物质?能形成多少颗恒星”的疑问,天文学家尚不清楚。韦伯望远镜的红外图像会帮助解决这些问题,并能进一步帮助天文学家了解那些尘埃的化学物质组成。这些细节将助力“创世之柱”的模型更加精确。

恒星的诞生需要几百万年的时间,我们仅仅看到了其中几十年的变化。但是,借助韦伯望远镜得到的数据,天文学家可以在计算机上给“创世之柱”建模,在计算机中推演恒星诞生的过程,看着这个恒星孵化场诞生出一颗又一颗的恒星。

“创世之柱”曾经被当作天文学观测技术的丰碑,人们对它充满了敬畏之心。同时,“创世之柱”也是神奇的星区,它创造的是恒星,毁灭的是尘埃云。

M16鹰状星云

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