船底星云：恒星誕生的地方

■紀(jì)舟

德國天文學(xué)家托馬斯·普賴比施等人利用位于智利安第斯山脈的APEX望遠(yuǎn)鏡的LABOCA相機(jī)，以次毫米波段對(duì)著名的船底星云進(jìn)行觀測，將星云中作為恒星誕生材料的低溫氣體灰塵顯現(xiàn)出來。

船底星云是個(gè)非常劇烈的恒星誕生區(qū)，銀河系中部分質(zhì)量最高的恒星便在此誕生，因此它是了解這些年輕恒星與孕育它們的星云之間究竟有什么樣的關(guān)聯(lián)和交互作用的理想研究目標(biāo)。

圖中影像是由APEX次毫米波影像（橘色）和托洛洛山美洲際天文臺(tái)柯蒂斯·施密特望遠(yuǎn)鏡的可見光影像合成的結(jié)果。船底星云的塵埃和氣體溫度很低，只有-250℃左右，因此絕大部分船底星云在次毫米波段的光是由溫度不高的塵粒發(fā)出的。經(jīng)由普賴比施等人的APEX觀測影像，可以呈現(xiàn)出低溫塵埃和分子氣體的分布狀況；其中的分子氣體部分，大多數(shù)是由氫氣所組成。這些物質(zhì)都是將來新恒星形成所需的材料。

在整個(gè)船底星云中，已成形的恒星總質(zhì)量相當(dāng)于25000顆太陽，氣體塵埃云的總質(zhì)量則高達(dá)140000顆太陽。然而，只有一部分氣體能濃密到在未來數(shù)百萬年內(nèi)向內(nèi)塌縮而形成新恒星。當(dāng)然，以天文尺度而言，這只能算是中等時(shí)間尺度。若從稍長時(shí)間尺度來看，受到已經(jīng)形成的大質(zhì)量恒星的劇烈影響，它們周圍云氣中的恒星形成速度會(huì)因此加快。

大質(zhì)量恒星的壽命頂多只有數(shù)百萬年，與我們太陽長達(dá)100億年的壽命相較之下，真的只是一眨眼般的短暫瞬間。但是，它們強(qiáng)烈的恒星風(fēng)和輻射對(duì)周圍環(huán)境的影響卻十分深遠(yuǎn)：會(huì)擠壓周邊云氣，改變?cè)茪庑螤睿踔習(xí)虼似仁乖茪庹Q生新恒星；而它們?cè)谏K點(diǎn)時(shí)非常不穩(wěn)定，三不五時(shí)地發(fā)生爆發(fā)并向外拋擲大量物質(zhì)，直到超新星爆炸使其壽命完全終結(jié)為止。

其中一個(gè)最知名的這類大質(zhì)量恒星就是船底座η星，即影像中央偏左上角的黃色亮星。船底座η星的質(zhì)量超過100個(gè)太陽質(zhì)量，是目前已知最明亮的恒星之一。天文學(xué)家估計(jì)，大約再過100萬年左右，船底座η星就會(huì)發(fā)生超新星爆炸，之后，這一區(qū)域內(nèi)的其他大質(zhì)量恒星也會(huì)陸續(xù)發(fā)生超新星爆炸。

這些猛烈的爆炸將撕扯它們周遭的分子氣體云。不過，當(dāng)爆炸的震波向外傳播約10光年后，這些震波的強(qiáng)度已逐漸減弱到無法壓縮云氣的程度，故而無法促使新恒星誕生。此外，在超新星爆炸的過程中可能會(huì)產(chǎn)生半衰期極短的放射性原子，當(dāng)云氣聚集收縮、誕生新恒星時(shí)，這些放射性原子便成為新恒星的一部分。目前，有強(qiáng)烈證據(jù)證明，我們太陽系的誕生過程中，原始太陽星云中也有類似的放射性原子。因此，若能對(duì)船底星云進(jìn)一步了解，或許也可提供了解太陽系誕生與演化的關(guān)鍵線索。

船底星云位于南天的船底座方向，距離地球約7500光年，是全天最亮的星云之一，也是全天最大的星云之一。船底星云的直徑達(dá)150光年，比最著名的星云——獵戶星云還大好幾倍，但因?yàn)榕c地球的距離比獵戶星云遠(yuǎn)了好幾倍，所以二者的視直徑差不多大。

APEX望遠(yuǎn)鏡口徑約12米，是阿塔卡瑪毫米/次毫米波數(shù)組的原型機(jī)之一。阿塔卡瑪全部完成后，將由54座12米電波天線加12座7米天線組成。阿塔卡瑪?shù)慕墙馕隽h(yuǎn)高于APEX，但所見的天區(qū)視野范圍卻比APEX小很多，所以未來二者將相輔相成，以達(dá)到最大研究價(jià)值。