第17章 恒星托儿所———猎户座大星云。(2/3)
屏住了呼吸,这正是他梦寐以求想要亲眼目睹的景象。
教科书上的示意图,此刻化为了眼前真实存在的、动态的宇宙实体。
“是的,一个年龄大约只有十万年的原行星盘。
”傅老先生调整着光谱分析仪,“看它的结构,中心原恒星已经基本稳定,通过吸积盘持续吞噬着物质。
盘面内缘的温度很高,尘埃颗粒可能已经部分熔融。
而在外缘,温度较低,挥发性物质能够凝结。
看那些明暗条纹,很可能就是正在形成的行星胚胎清理出的轨道间隙,或者是密度波引起的聚集效应。
”
星槎悬停在距离原行星盘数个天文单位的安全距离上,利用各种波段进行详细观测。
可见光下,盘面呈现出淡黄色和棕红色,这是硅酸盐尘埃和碳化合物颗粒的颜色。
红外波段下,盘面变得异常明亮,显示出其内部的热结构。
射电波段则揭示了盘面中冷气体的分布和速度场。
陈博士沉浸在数据的海洋里,忘记了时间。
“太清晰了……吸积流……盘面的较差旋转……看那个速度分布,完全符合开普勒定律的预期……还有盘面向外的光压效应……理论上的所有关键过程,这里都在上演!”
就在他感叹之际,突然,从原恒星的核心方向,沿着它的自转轴,喷射出两道方向相反、狭长而明亮的物质流!这两道喷流速度极快,主要由高速带电粒子组成,它们与周围缓慢运动的星云物质剧烈碰撞,在两端形成了明亮的激波区域,如同两个巨大的箭头,指向深空。
“赫比格-哈罗天体!”陈博士惊呼。
这是年轻恒星物体的典型特征,是恒星形成过程中角动量转移和磁场活动共同作用的结果,是恒星“婴儿”在努力挣脱诞生时包裹物的标志性现象。
傅愽文也看到了这突如其来的“宇宙喷泉”,兴奋地拍手:“哇!星星宝宝在吐口水!”
这个童稚的比喻让陈博士和傅老先生都忍不住笑了起来。
傅老先生解释道:“愽文说得很有意思。
这确实是恒星宝宝在处理它‘吃’不下去的东西。
在物质落向恒星的过程中,会携带巨大的角动量,如果不把这些角动量释放掉,物质就无法被恒星有效吸积。
这些喷流,就像是一个旋转的陀螺,需要从两端抛出一些物质来保持自身的稳定。
”
眼前的原恒星系统,仿佛一个精密的宇宙钟表,每一个部件都在引力、磁场、辐射压和角动量的复杂博弈中运转着。
原行星盘在旋转中,将角动量向外转移;吸积过程将引力势能转化为光和热,点燃了恒星的火炉;喷流则像安全阀,维持着系统的动态平衡。
而在那看似平静的盘面中,更微妙的进程正在悄然发生。
傅老先生将观测重点转向了原行星盘的细节结构。
高分辨率图像显示,盘面并非均匀一片,而是布满了细微的颗粒和团块。
在盘面的某些特定半径上,尤其是温度适宜的区域,尘埃颗粒似乎倾向于聚集。
“看这里,”傅老先生指着盘面中外侧的一个环带,那里看起来比周围稍微明亮和稠密一些,“尘埃颗粒在这里的碰撞频率更高。
由于布朗运动、湍流和引力的微弱作用,它们开始粘附在一起,就像滚雪球一样。
”
陈博士凑近屏幕,仔细观察着模拟放大图。
起初只是纳米尺度的微小尘粒,在频繁的碰撞中,依靠范德华力等微弱的表面力结合在一起,形成微米级、毫米级大小的颗粒。
这个过程看似随机,但在盘面物理条件的筛选下,某些尺寸和成分的颗粒会获得优势。
“从米粒大小到公里尺寸,是行星形成理论中最关键的‘米级障碍’,”陈博士若有所思地说,“小颗粒可以通过气体阻力很好地与盘面气体耦合,但大到一定程度,气体阻力减弱,它们会快速向中心恒星螺旋坠落,很难有足够时间生长。
”
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傅老先生点点头:“但自然总有它的办法。
湍流会产生局部的低压区,像捕集器一样将颗粒聚集;或是通过流体力学的不稳定性,直接促使颗粒在特定区域快速聚集、坍缩,跳过缓慢的逐粒生长阶段。
看那个模拟动态图,那些团块的密度正在波动,有些已经达到了可以靠自身微弱引力进一步吸积物质的临界点——这就是‘引力不稳定性’的萌芽。
”
星槎的传感器探测到盘面中那些团块周围微弱的引力扰动。
一些较大的团块,尺寸可能已经达到数公里,开始显示出清空周围较小物质的迹象,在盘面上形成了微小的间隙或密度凹陷。
这些就是行星胚胎,或者说星子。
它们是未来行星的种子。
“在这个盘面里,可能同时有成千上万个这样的星子在竞争、碰撞、合并。
”傅老先生的声音带着一丝感慨,“有些会成长为主序星诞生前就已成型的气态巨行星,有些则会成为岩石星球的核心。
而更靠近恒星的内侧,由于温度高,挥发性物质无法凝结,只能形成密度较大的岩石天体,就像未来水星、金星、地球和火星的雏形。
”
陈博士想象着那幅图景:在这片混沌的盘面中,无声的战争每时每刻都在上演。
碰撞、合并、撕裂、吸积……最终,只有少数幸运儿能脱颖而出,扫清自己的轨道,成为一颗正式的行星。
而我们太阳系的行星,在46亿年前,也正是在这样一个类似的、如今就在眼前的“星尘盘”中诞生。
“生命的原材料……”陈博士轻声说。
他的目光投向原行星盘更外围的寒冷区域,那里,水冰、甲烷冰、氨冰等挥发性分子能够稳定存在。
“彗星……就在那里形成。
它们将是未来行星上水和有机分子的输送者。
”
傅老先生深表同意:“是的,这个原行星盘,不仅是一个恒星系统的摇篮,更是一个生命潜在起源地的原料工厂。
所有的重元素,碳、氧、氮、磷、铁……都是在更早一代的大质量恒星内部合成,并通过超新星爆发抛洒到星际空间,最终汇聚到这样的分子云中。
我们身体里的每一个原子,都曾经历过这样的星际旅行,在某个类似的原行星盘中聚合,最终被组装到一颗行星上,参与到生命的奇迹中。
”
这番话让陈博士感到一阵战栗,一种深植于宇宙尺度的连接感。
他不再仅仅是一个冷静的观测者,而是仿佛看到了自身起源的遥远回响。
这趟星际漫游