猎户(Orion)的钻石腰带上镶嵌着三颗璀璨的恒星,它们排列完美、间隔整齐;腰带的下方,两颗稍稍偏黯的恒星是他的剑鞘上的宝石;右掖隐现的是,猎户星云的一等星Betelgeuse,是颗庞大红色恒星,比太阳大20倍。
Betelgeuse北面6颗小恒星勾勒出巨人的棍棒;明亮而遥远的Rigel,在猎户的左膝之上;右膝上的恒星叫做Saiph;Bellatrix, 停靠在他的左肩;一片成半圆形的恒星在左臂边伸展开来,那时猎户手擒是猎兽。
在清晰的观象上,奥戴尔惊讶的发现,在猎户星云中心的一小部分,竟然有110颗恒星!另一片薄饼状的云雾周围,环绕着56颗恒星,这就是过去的图象中那些令人迷惑的斑点。奥戴尔猜测,星云中一定还有更多的恒星,因为比周围其他的恒星黯淡,所以逃过了天文望远镜的敏锐视线。
不管对星云有何种解释,无容置疑,蕴涵其中的恒星与其他恒星是万物之源。无论是猎户星云中的气体分子,还是太阳系的行星,还是我们后院的树木,恒星是创造和维持它们的本源。
和人类一样,恒星也有出生、成熟、衰老和死亡。到底是什么引发了恒星的诞生,尚且是个谜,但可以肯定是,引力在其中扮演了重要角色。
当星云中的一团气体,由于某些原因,密度相对其周围的物质越来越大,气团将最终萎缩,因为它自身的引力超过了周围的物质引力。当气团继续被自身的引力所凝聚,它的密度愈加稠密,中心开始发热。
待到中心到达一定的密度和温度,发生核融合。一颗新的恒星诞生了,这是一个氢原子熔炉,围绕着气体尘埃织成的氦云层。奥戴尔和其他天文学家始终认为,这片旋转的、如蚕茧般是氦云层,是形成行星的原材料,它最终会消散,显露出明亮的恒星。
恒星的颜色取决于它的温度。Betelgeuse, 猎户星云的一等星,闪烁着红色的光晕,它属于低温恒星,只有3,000℃。我们的太阳,燃烧着微黄的火焰,温度为5,000℃。一些炽热巨大的恒星,例如猎户中的Rigel,呈蓝白色,温度高达10,000℃。高温的恒星迅速地消耗能量,将氢转化为氦。及至衰老的阶段,恒星的成分由氦转变为碳,再由碳转化为铁。它的颜色逐渐泛红,体形庞大,年老而浮肿的Betelgeuse就处于这个阶段。当核熔炉熄灭,恒星引力导致了自身的萎缩。这种突然的收缩势必引起释放能量的大爆炸,或超新星的诞生--毫无疑问,这个命运也会降临在Betelgeuse身上。
大爆炸发生时,如果周围有气体和尘埃云团,震动波会压缩云团中的一部分。气团的密度加大,又一个恒星循环开始了。
在银河系螺旋型的怀抱中,没有那一片星云象猎户这般生机勃勃。尽管它距地球有1,500光年之遥(一光年相当于6万亿英里),在冬日的夜空它清晰可见。
1610年,伽里略的望远镜对准了帕多瓦窗外的猎户星群,可不知道为什么,他却忽略了星云。同年,法国律师佩瑞斯卡首次发现了猎户星云。他是个业余天文爱好者,有趣的是,他用的竟然是伽里略赠送的望远镜。星云在望远镜中泛着珍珠灰色。我们的眼睛只能分辨出这片星云中最明亮的部分,看起来的确色彩乏味。在我们看不到的边缘,却是被飘散的氦和氢渲染的灿烂的红色。
星云的主要成分是氢,也有氦、碳、氮和氧。其中还有10几种不同的分子,包括水和一氧化碳,这些都是制造恒星的原料。
星云的分布状况很不规则。灼热的恒星强烈的紫外线辐射,促使星云扩张。分子云层在星云物质稀薄的地区扩散迅速,这与草原野火的蔓延是一个道理,野火在草稀少地区能够立刻蔓延,而在灌木树丛却燃烧减缓。
年轻的猎户星云,就象是一个恒星制造厂,再现了太阳系形成初期的孕育过程。猎户星云中大部分恒星的年龄在30万年到100万年之间,而我们的太阳已经有45亿年的高龄,相比之下,这些恒星简直就是初学走路的孩子。
星云中间有4颗巨大灼热的恒星,形成梯形排列,这里就是恒星工厂搏动的心脏。其中最大的一颗Theta 1 C,体积是太阳的20倍,亮度约为太阳的10万倍,它独自就能照亮整个星云。4颗恒星的年龄可能还不到100万年,它们强大的紫外线辐射,将周围的星云物质幻化得如彩虹般绚丽。
梯形心脏的四周,点缀着上千颗小恒星。星云中蕴涵的丰富物质,造就了这个银河系中最稠密拥挤的星群。
截止1995年的春天,科学家先后4次利用哈博望远镜对猎户星云进行观测,共辨认出15个不同区域。奥戴尔花费了几个星期的时间,在计算机上将哈博的观图拼合,制作出一张完整的猎户星云分布图。
图象中,明亮的气团边缘是弧形的云峰。这是猎户星云的最后一个谜题。云峰地带动荡、混乱,星云物质在这里以超声波的速度飞移。
天文学家认为,云峰是恒星形成初期的边缘部分,被中心涌出的气流不断向外推进。他们由形成恒星的原始气团中的磁性部分形成。当引力使气团收缩,磁力部分也随之压缩,不过压缩有一定限度。当它达到这个限度时,磁性能量消散,促使气体粒子沿着自身的路径高速运动。磁性能量最先喷涌而出的地方是磁极。因此通过观测喷射能够发现新恒星的磁极。
新恒星周围的外太空气体和尘埃,称作原始行星层,它为行星的诞生提供了有力证据。
之所以称之为“原始行星层”,是因为这里有形成行星的必要成分。行星层正是我们解开行星形成之谜的重要环节。
原始行星层的概念,证实了天文学家肯茨在1755年所做的假设:行星形成于气体云层,当星云物质塌陷进密度厚重的核心,就逐渐孕育成一颗新的恒星。剩余的星云物质旋转于恒星周围,演化为行星。
大部分原始行星层是扁平的,而非球状。这是由于行星孕育过程中,云层旋转的速度将它扯平。有些行星层看上去呈圆形,可能与观测的角度有关,不同角度呈现不同形状。另一些行星层,被梯形星群强劲的恒星风,吹得偏向一侧,犹如一颗泪滴。
一些原始行星层,比我们的太阳系大得多。科学家观测到的一个黑色行星层的直径是太阳系的75倍,而它中心一颗红色的恒星只有太阳的1/3大小。
科学家曾认为只有巨大的星群才是恒星的发源地,在那里,恒星以千为计量单位,仿佛是批量生产出来的。然而,天文学家用红外线仪器,观测到猎户星云南部的一块小云团,产生的星群仅有10-50颗。这或许才是银河系中大多数恒星的诞生方式。
几乎所有的恒星外都存在原始行星层,充斥着气体和尘埃。当这些恒星飘离他们的出生地,就有可能形成与太阳类似的星系。我们仍无法证实宇宙中是否另有生命存在,浩瀚的太空,深邃的银河,仿佛隐藏着无数的奥秘,对于微不足道的人类,探索无止尽。 哈勃太空望远镜拍摄的猎户座星云全景照片
猎户座大星云是猎户座中的一个有发射线的明亮弥漫星云,在猎户座佩剑中部,人的肉眼刚好可以看见。该星云与一个恒星形成区相连,被它所含的年轻恒星照亮,在天文照片上显得十分壮观。猎户座大星云也是辨认猎户座的指标之一;猎户座大星云是天文摄影爱好者和天文台的大望远镜最主要的拍摄对象之一。在1880年9月30日,亨利.德雷珀已曝光15分钟成功拍摄到猎户座四合星旁的星云,用广角镜头相机固定曝光五分钟已能拍摄到整个猎户座和猎户座大星云的粉红色光芒。
星云中央的四合星更是研究恒星诞生的观测、研究的目标之一,而拍摄旁边的星云的细致度也是考验天文摄影、望远镜分辨率和后期处理功夫的对象。 我们只要有一副双筒望远镜或小望远镜就可以看到M42。若环境理想,以装上广角镜头的相机进行五分钟的曝光已能拍摄到整个猎户座和猎户座大星云的粉红色光芒。而拍摄旁边星云的细致度也是考验天文摄影、望远镜分辨率和后期处理功夫的对象。
透过普通双筒望远镜看猎户座大星云,已像一头展翅飞翔的火鸟,故亦有“火鸟星云”的称号,但不常用
M42 猎户座大星云 跨幅约40 光年 、距离约1,500光年,和 太阳 都位在银河系的 同一道旋臂 上。座落在著名 猎户座 内、轻易可辨的 腰带三星 左下方之猎户座大星云,是个 肉眼可见 天体。 猎户座星云是银河系内最近的恒星诞生地,包含有数以千计的新生恒星与以及孕育恒星的柱状星际尘云,长期以来一直是天文学家观测的热点地区。 猎户座是冬季星空中最为壮观的 星座 ,亮度很大,位于猎户座“宝剑”的中间。
猎户座大星云的其中大部分恒星都形成于200-300万年前,它们的实际年龄还不到太阳和地球的千分之一。猎户座大星云是天文摄影爱好者和天文台的大望远镜最主要的拍摄对象之一。对于天文爱好者而言,M42是一个相当值得一看的深空天体:只要一只小望远镜或双筒望远镜就可以观赏了。对于天文学家而言,这个星云是一个热门的研究对象,由大型的地基望远镜,到哈伯太空望远镜(HST)都指向它。天文学家已直接观测到该星云四合星附近的原行星盘(Protoplanetary disk)、棕矮星、气体激烈且混乱的运动,和附近大量出现的光子化恒星。
猎户座星云离地球大约400秒差距(约1500光年),是几乎覆盖了猎户座勾画出来的整个天空区域的一个巨分子云的一部分。该星云的一些最稠密部分吸收可见光,只能用红外或射电方法观测到,这些稠密区域包括与恒星诞生有关的热斑。星云中有一些恒星,其年龄只有100万年,它们发出强烈的紫外辐射,正是这些辐射被星云中的气体吸收后,并以可见光的形式再辐射出来,从而使星云明亮。星云的发光部分是一个电离区。
猎户座星云是一个X射线源,含有一些赫比格·阿罗天体、一个脉射源和若干金牛座T型星。由于它离我们很近,猎户座星云是人类研究得最彻底的天体之一。