恆星形成

星際湍流

星際之間的氣體並不平靜。它翻騰、旋繞,一股股氣流彼此擦肩疾馳,宛如湍急河流裡混亂的渦旋,或雷暴的翻捲,只不過尺度達到光年。這種永不停歇的運動就是星際湍流,它把分子雲塑造成絲縷般的纖維與結塊,恆星正由此誕生。

湍流是流體被攪動得快過它能平息的速度時所形成的不規則旋繞流動。在分子雲中它是超聲速的,意思是氣流的運動快過聲音在冷氣體中的傳播速度,於是它們猛烈相撞、激起激波。這種攪動同時做著兩件相反的事。一方面它抵抗重力:正如一個被顛簸晃動的孩子難以入睡,持續運動的氣體也抗拒沉降與坍縮,所以湍流幫助整團雲對抗自身的重量。另一方面,兩股湍流相撞之處,氣體被堆積成緻密的片狀和纖維狀,而這些被壓縮的結塊正是局部金斯質量被超過、坍縮開始的地方。

湍流之所以重要,是因為它解釋了恆星形成為何既緩慢又成團。緩慢,是因為整體的翻騰支撐著雲,使它只把一小部分氣體轉化為恆星。成團,是因為激波雕刻出孕育單顆恆星的纖維與核。維持湍流的能量總得有來源,天文學家仍在爭論各種來源的佔比,比如星系的自轉、爆發的超新星,以及年輕恆星自身的風與噴流——這也正是湍流至今仍是活躍研究前沿、而非已被徹底解決的問題的原因之一。

望遠鏡揭示分子雲中密佈著細長的纖維,宛如乾裂泥地的裂紋或蛛網的絲縷;這是超聲速湍流把氣體掃聚成脊的印記,而最緻密的核就像珠子一樣串列其上。

串著核的纖維,是湍流塑造造星雲的可見標誌。

湍流既支撐雲抵抗坍縮,又在局部激波點觸發坍縮,所以它並非簡單地"支持"或"反對"恆星形成;正是這種雙重角色讓它難以建模。

又稱
supersonic turbulencecloud turbulence星际湍动(interstellar turbulence)