恆星誕生於稀薄的星際氣體雲中。星際氣體雲的物質密度非常低,其中的物質密度只有每立方厘米幾個到十幾原子,比地球上人工製造的最好的真空還要“真空”,而且溫度只有-260攝氏度。可想而知,在這樣幾乎真空的環境中,要形成一個恆星,必須要把一個非常大的範圍內的質量集中起來。
氣體雲通常是穩定的,並且一定體積內、具有一定密度的氣體總是會有向外擴散的趨勢,所以,要讓這些稀薄的氣體集中起來並不容易。
那麼恆星是如何從中誕生的呢?恆星的誕生完全歸功於引力。當星際氣體雲受到引力波的干擾時,其中區域性物質密度會暫時性地升高(通常很快就會重新擴散),達到每立方厘米幾十個原子的密度。如果該部分物質在沒有來得及擴散前,就使附近的物質向它集中(引力開始起作用了),那麼這部分的物質就不會繼續擴散了,密度就會越來越高,形成一個引力中心,這個中心就是未來恆星的中心。物質一旦開始集中,這個過程就停不下來了。隨著附近物質向中心集中,中心密度越來越高,質量越來越大,引力也越來越強,越來越大範圍內的物質向這個中心集中(或稱“掉落”)。1969年,加拿大天體物理學家理查德·B·拉森在他的博士論文中寫出了星際氣體雲中與太陽質量相當的一顆恆星誕生的過程。他的這篇論文後來成為現代天體物理學文獻中的一件標準作品。
拉森研究起點不是星際物質,而是密度已經大增的一個雲團,相當於大規模坍縮物質中的一粒碎屑。因此,可以說這種雲團的密度早已超過了星際物質:每立方厘米已達60000個氫原子。拉森初始雲團的直徑大致為其後將由這團物質形成的太陽半徑的500萬倍(約0.4光年)。在50萬年內,這團氣體以自由落體的方式落到中心去,物質在中心區積聚起來。經過幾十萬年後,中心區的密度才會升溫。隨著溫度的上升,壓力也就變大,終於使坍縮過程減慢下來。直到中心溫度達到1000萬度而開始氫聚變。到了這個時候,原來那個質量和太陽相等的坍縮雲團就變成了一顆完全正常的主序星:原始太陽。
這個過程不一定完全準確,但也說明了一個問題,就是恆星是在一個大範圍的星際氣體雲中凝聚形成時,要集中的物質範圍相當大。或者說,在以光年尺度計的範圍內的星際氣體雲質量,才能形成一顆恆星。所以,恆星之間的距離一定非常遙遠。
當然,如果星系中某處存在一團質量密度較高的星際氣體雲,也可能在引力擾動下,同時形成一批恆星,這就是星團。典型的星團直徑在3至30光年範圍內,包含的恆星數量在幾十顆到幾十萬顆。成員星平均空間密度比太陽附近恆星空間密度約大50倍,中心密度則大1000倍左右。就是說。恆星之間平均距離小於0.01光年(約為950億千米,或630天文單位,或太陽系奧爾特雲範圍),而在星團中心,恆星的平均距離則縮短至不足50億千米,或32天文單位以內,相當於太陽到冥王星的大致距離。
如果地球在這樣一個球狀星團內,那我們就能夠真正領略到什麼叫“星光燦爛”。
恆星誕生於稀薄的星際氣體雲中。星際氣體雲的物質密度非常低,其中的物質密度只有每立方厘米幾個到十幾原子,比地球上人工製造的最好的真空還要“真空”,而且溫度只有-260攝氏度。可想而知,在這樣幾乎真空的環境中,要形成一個恆星,必須要把一個非常大的範圍內的質量集中起來。
氣體雲通常是穩定的,並且一定體積內、具有一定密度的氣體總是會有向外擴散的趨勢,所以,要讓這些稀薄的氣體集中起來並不容易。
那麼恆星是如何從中誕生的呢?恆星的誕生完全歸功於引力。當星際氣體雲受到引力波的干擾時,其中區域性物質密度會暫時性地升高(通常很快就會重新擴散),達到每立方厘米幾十個原子的密度。如果該部分物質在沒有來得及擴散前,就使附近的物質向它集中(引力開始起作用了),那麼這部分的物質就不會繼續擴散了,密度就會越來越高,形成一個引力中心,這個中心就是未來恆星的中心。物質一旦開始集中,這個過程就停不下來了。隨著附近物質向中心集中,中心密度越來越高,質量越來越大,引力也越來越強,越來越大範圍內的物質向這個中心集中(或稱“掉落”)。1969年,加拿大天體物理學家理查德·B·拉森在他的博士論文中寫出了星際氣體雲中與太陽質量相當的一顆恆星誕生的過程。他的這篇論文後來成為現代天體物理學文獻中的一件標準作品。
拉森研究起點不是星際物質,而是密度已經大增的一個雲團,相當於大規模坍縮物質中的一粒碎屑。因此,可以說這種雲團的密度早已超過了星際物質:每立方厘米已達60000個氫原子。拉森初始雲團的直徑大致為其後將由這團物質形成的太陽半徑的500萬倍(約0.4光年)。在50萬年內,這團氣體以自由落體的方式落到中心去,物質在中心區積聚起來。經過幾十萬年後,中心區的密度才會升溫。隨著溫度的上升,壓力也就變大,終於使坍縮過程減慢下來。直到中心溫度達到1000萬度而開始氫聚變。到了這個時候,原來那個質量和太陽相等的坍縮雲團就變成了一顆完全正常的主序星:原始太陽。
這個過程不一定完全準確,但也說明了一個問題,就是恆星是在一個大範圍的星際氣體雲中凝聚形成時,要集中的物質範圍相當大。或者說,在以光年尺度計的範圍內的星際氣體雲質量,才能形成一顆恆星。所以,恆星之間的距離一定非常遙遠。
當然,如果星系中某處存在一團質量密度較高的星際氣體雲,也可能在引力擾動下,同時形成一批恆星,這就是星團。典型的星團直徑在3至30光年範圍內,包含的恆星數量在幾十顆到幾十萬顆。成員星平均空間密度比太陽附近恆星空間密度約大50倍,中心密度則大1000倍左右。就是說。恆星之間平均距離小於0.01光年(約為950億千米,或630天文單位,或太陽系奧爾特雲範圍),而在星團中心,恆星的平均距離則縮短至不足50億千米,或32天文單位以內,相當於太陽到冥王星的大致距離。
如果地球在這樣一個球狀星團內,那我們就能夠真正領略到什麼叫“星光燦爛”。