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斯皮策望远镜窥探摇篮下的秘密

探索猎户座ρ(Rho Ophiuchi)附近的恒星形成区,这是一个新生恒星闪耀着宇宙奥秘的中心。

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我认为,在数个世纪的天文学科学探索中,我们学到的最惊人的事情之一就是恒星会诞生、会度过它们的一生,然后会死亡。这个概念本身就令人惊叹:一个需要数十亿年的过程,只需要了解一些物理定律并四处观察,就可以被理解。我们确实在观察。我们拥有调查恒星生命的神奇工具,而斯皮策空间望远镜就是其中最好的之一。不相信我?那就来看看这张令人惊叹的照片:

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斯皮策拍摄了这张美丽的猎户座ρ(Rho Ophiuchi)附近恒星形成区的照片(简称Rho Oph)。它距离我们400光年,是离我们最近的恒星活跃诞生之地之一,因此为我们提供了近距离观察这一过程的视角。然而,问题在于我们对这场盛宴的绝佳视野被舞台帷幕挡住了。恒星的诞生,就像人类的诞生一样,是混乱的。气体和尘埃散布在“育儿室”中,遮蔽了正在发生的事情。斯皮策的优势在于它能看到红外光,这种光可以穿透尘埃。正在诞生的恒星会发出大量的红外光,因此它可以穿透帷幕,传达到我们和我们的望远镜。景象何其壮观!由气体和尘埃本身发出的红外光,呈现出弥漫的薄雾,横跨整个视野。新生恒星闪耀着明亮的光芒,它们强烈的辐射(和强大的太阳风)塑造着气体,将其推开,雕刻出类似沙洲的形状。看看图像中心上方那片被风吹过的云。那团物质可能有一光年或更长,它的形状是由画面中下方和右侧的婴儿恒星造成的。它们正在侵蚀它,就像河流侵蚀沙滩一样。斯皮策可以看见不同波长、不同颜色的红外线,这能告诉我们关于星云的不同信息。例如,在上面图像的左侧,下方中心位置有一颗红色的恒星,你可以看到它有些模糊。在这种情况下,我们看到的光主要来自非常长波长的红外线(24微米,对于记录在案的人来说;作为比较,人类的头发大约有50微米宽)。但斯皮策也能看到较短波长的红外线,在这些波长下视野更好一些,它也用这些颜色的红外线制作了这张星云的图像。这里是两张图像的并列对比,放大了并聚焦在那个模糊的恒星上。

左边是短波长图像(在这种情况下是8微米),右边是24微米图像(实际上,它们是几个波长的复合图像,但每种的最长波长分别是8和24微米)。在左边的8微米图像中,星云更容易看到,并显示出沙漏状,中间收缩,两端扩散。天文学家称这种星云为“双极性”:恒星从其两极向相反方向发射气体。这有力地表明我们正在观察一颗非常年轻的恒星,只有几百万年左右的年龄。快速的自转、强大的磁场和其他力将这种气体流聚焦起来,而这个过程最终会像降落伞减缓跳伞运动员的速度一样减缓恒星的自转。经过数千万年后,气流会停止,恒星看起来会很像太阳。因此,不仅是观察红外线让我们能够窥探“摇篮”(为了混合所有比喻),而是观察不同“风味”的红外线,才能真正理解正在发生的事情。由于有了哈勃、钱德拉、斯皮策等太空望远镜,以及双子座、凯克望远镜和VLT等地面巨型望远镜——以及大量聪明才智、辛勤工作和科学进步——我们现在对恒星的诞生方式有了相当多的了解。这是一个持续的创造过程,它令人难以置信地美丽,而且我们理解它。这难道不酷吗?

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