可观测Universe第13章 创生之柱

创生之柱（星云） · 描述：鹰状星云中的着名恒星形成区 · 身份：位于巨蛇座的星际气体和尘埃柱距离地球约7000光年 · 关键事实：哈勃望远镜1995年拍摄的标志性图像2015年再次观测显示它们正在被附近恒星的恒星风侵蚀。

创生之柱：宇宙中最壮丽的恒星育儿室（第一篇） 引言：当我们仰望星空我们在看什么？ 夏夜的银河像一条撒满碎钻的丝带从地平线的一端倾泻到另一端。

在没有光污染的郊外视力好的人或许能分辨出其中一片模糊的光斑——那是距离地球7000光年的鹰状星云（M16）。

若用一台普通的天文望远镜对准它你会看到一团淡绿色的云雾边缘点缀着几颗亮星；但若是将镜头切换到哈勃空间望远镜的视角这片星云将展现出令人窒息的细节：三根巨大的气体尘埃柱拔地而起顶端翻涌着明亮的蓝白色光焰仿佛宇宙中矗立的“创世之碑”。

这就是“创生之柱”（Pillars of Creation）一个被无数科普书籍、纪录片反复描绘的宇宙奇观更是一个真实存在的恒星“育儿室”。

在接下来的篇章中我们将沿着天文学家的探索轨迹从星云的本质讲起逐步揭开创生之柱的面纱：它们如何诞生？由什么构成？为何被称为“创生”？又面临着怎样的命运？这些问题的答案不仅关乎一片星云的命运更将带我们触摸恒星诞生的基本法则理解太阳系46亿年前从何而来。

一、星云：宇宙中最庞大的“物质仓库” 要理解创生之柱首先需要认识它的“家族”——星云（Nebula）。

在天文学中“星云”是星际空间中由气体和尘埃组成的巨大云团的总称。

这些物质并非“虚无”而是宇宙中最原始的建筑材料：氢约占90%（按质量计）氦占8%剩下的2%是碳、氧、铁等重元素（来自前代恒星的演化和超新星爆发）。

它们的密度极低——平均每立方厘米仅含100-1000个粒子（相比之下地球大气每立方厘米约有101?个分子）但由于体积庞大（可延伸数十至数千光年）总质量可达太阳的数千甚至数百万倍。

1.1 星云的三副“面孔” 根据发光机制的不同星云可分为三类： 发射星云（Emission Nebula）：被附近高温恒星的紫外线电离的气体云。

当电子被重新捕获到离子上时会释放特定波长的光呈现出鲜艳的颜色。

例如猎户座大星云（M42）就是典型的发射星云其红色来自氢原子的Hα线（波长656.3纳米）。

反射星云（Reflection Nebula）：本身不发光而是反射附近恒星的可见光。

这类星云多呈蓝色因为尘埃对蓝光的散射效率高于红光（类似地球天空的蓝色成因）。

昴星团周围的星云便是反射星云的代表。

暗星云（Dark Nebula）：由高密度尘埃遮挡背后光线形成的阴影区域。

它们的轮廓在明亮星云或银河背景下清晰可见如猎户座的“马头星云”（Barnard 33）。

创生之柱所在的鹰状星云同时包含发射星云和暗星云的特征：其核心区域被年轻大质量恒星电离发出明亮的蓝绿色光芒；而创生之柱本身则是暗星云的一部分——由致密的尘埃和气体构成遮挡了后方更遥远的恒星形成“柱状”的剪影。

1.2 星云：恒星的“产房”与“墓地” 星云不仅是宇宙的装饰更是恒星生命周期的关键舞台。

一方面星云是恒星诞生的摇篮：当某片区域的物质密度因引力扰动（如超新星爆发的冲击波、星系旋臂的压缩）超过临界值引力坍缩便会启动逐渐形成原恒星和原行星盘。

我们的太阳系便诞生于约46亿年前的一片分子云坍缩。

另一方面星云也是恒星的“墓地”。

大质量恒星（质量大于8倍太阳）演化到末期会爆发为超新星抛射出大量物质回归星际空间这些物质与原有星云混合形成富含重元素的新云团。

例如鹰状星云所在的天蝎-半人马星协（Scorpius-Centaurus OB Association）被认为是一个年轻的恒星形成区其中的大质量恒星可能在数百万年前经历过超新星爆发为鹰状星云提供了丰富的物质来源。

二、鹰状星云：银河系中的“恒星工厂” 在确定创生之柱的身份前我们需要先定位它的“母体”——鹰状星云（M16）。

这个编号源自18世纪法国天文学家查尔斯·梅西耶（Charles Messier）编制的“星云和星团表”他最初将其描述为“一个模糊的斑块无彗星特征”。

2.1 鹰状星云的基本参数 鹰状星云位于巨蛇座（Serpens）的尾部赤经18h18m48s赤纬-13°49′。

它的视直径约为7角分（相当于满月的1/8）但实际空间尺度极为庞大——距离地球约7000光年（通过视差测量和光谱分析修正后的最新数据）这意味着我们现在看到的光是它在公元前5023年发出的。

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