恒星形成

巨分子云

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恒星并非随机散布在空旷的太空里;它们诞生于寒冷、黑暗、疙疙瘩瘩的气体云中,而其中最大的便是巨分子云。想象一大片飘荡在星际之间的冰冷浓雾,它如此寒冷致密,以至于普通的氢原子两两结合成了氢分子。这些云是恒星的子宫:你能看到的几乎每一颗恒星,都是由一团这样的云组装而成的。

巨分子云是星际介质中的一个区域,通常横跨几十到一两百光年,所含气体与尘埃的质量从太阳的一万倍到几百万倍不等。它极其寒冷,只比绝对零度高约10到20度(大约零下260摄氏度),正是这种寒冷让氢以分子H2的形式存在,而非分离的原子。云中主要是氢,约四分之一是氦,再点缀少量更重的原子;微小的固态尘埃颗粒使它变得漆黑,遮住背后的星光。它并不均匀:湍流把它搅成纤维状、片状和结块,而最致密的结块正是恒星真正形成的地方。

巨分子云之所以重要,是因为它决定了整个星系造星的节奏。尽管它们储存着星系造星燃料的大部分,但在新生恒星把其余气体吹散之前,只有一小部分被转化为恒星——这正是星系缓慢造星而非一次性造星的原因。一个微妙之处:主导分子H2在云的酷寒温度下几乎不发光,所以天文学家通常用一种次要的伴随分子——一氧化碳(CO)——来示踪这些云,它在射电波段明亮地发光,揭示出隐藏的氢藏身何处。

猎户座分子云复合体距我们约1300光年,是最近的巨型造星云;著名的猎户座大星云只是其中一个明亮的角落,那里新生的恒星已开始点亮周围的气体。

最近的巨分子云,也是我们就近观察恒星点亮过程的最佳实验室。

尽管名为巨分子"云",按日常标准它们几乎是真空:这里的"致密"也许只是每立方厘米几百到几千个分子,比实验室能造出的最好真空还要空旷得多,却又远比周围的星际气体致密。

又称
GMCmolecular cloud巨型分子云(giant molecular cloud, GMC)