恒星形成
星际湍流
星际之间的气体并不平静。它翻腾、旋绕,一股股气流彼此擦肩疾驰,宛如湍急河流里混乱的涡旋,或雷暴的翻卷,只不过尺度达到光年。这种永不停歇的运动就是星际湍流,它把分子云塑造成丝缕般的纤维与结块,恒星正由此诞生。
湍流是流体被搅动得快过它能平息的速度时所形成的不规则旋绕流动。在分子云中它是超声速的,意思是气流的运动快过声音在冷气体中的传播速度,于是它们猛烈相撞、激起激波。这种搅动同时做着两件相反的事。一方面它抵抗引力:正如一个被颠簸晃动的孩子难以入睡,持续运动的气体也抗拒沉降与坍缩,所以湍流帮助整团云对抗自身的重量。另一方面,两股湍流相撞之处,气体被堆积成致密的片状和纤维状,而这些被压缩的结块正是局部金斯质量被超过、坍缩开始的地方。
湍流之所以重要,是因为它解释了恒星形成为何既缓慢又成团。缓慢,是因为整体的翻腾支撑着云,使它只把一小部分气体转化为恒星。成团,是因为激波雕刻出孕育单颗恒星的纤维与核。维持湍流的能量总得有来源,天文学家仍在争论各种来源的占比,比如星系的自转、爆发的超新星,以及年轻恒星自身的风与喷流——这也正是湍流至今仍是活跃研究前沿、而非已被彻底解决的问题的原因之一。
望远镜揭示分子云中密布着细长的纤维,宛如干裂泥地的裂纹或蛛网的丝缕;这是超声速湍流把气体扫聚成脊的印记,而最致密的核就像珠子一样串列其上。
串着核的纤维,是湍流塑造造星云的可见标志。
湍流既支撑云抵抗坍缩,又在局部激波点触发坍缩,所以它并非简单地"支持"或"反对"恒星形成;正是这种双重角色让它难以建模。
又称
另见