著名天文照片“创世神柱”是怎样形成的?
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发布时间：2022-05-29 08:21
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时间：2023-10-12 14:50
我们过去曾认为创世神柱来自新生恒星的激波，而事实上是濒死恒星的大爆发成就了鹰状星云这些著名的气体柱。更糟的是，它们说不准只是些魅影……
编译：张亦珂
如果要盘点一批全世界最受欢迎的天文照片，哈勃空间望远镜于1995年拍摄的不朽之作“创世神柱”恐怕要拔得头筹。这幅作品将宇宙的美丽与神秘集于一身，令人叹为观止！尼古拉·弗拉杰(Nicolas Flagey)仍然清楚记得当年新闻界公布这幅后来闻名遐迩的照片时自己的切身感受，他回忆说：“正是这幅照片让我下定决心从事天文事业。”十年过去了，当天文学家们自认为对拥有巨大气柱的鹰状星云这一距离地球7000光年的太空区域几乎了如指掌的时候，这名年轻的博士生却有了意外的发现：创世神柱并非如大家过去认为的那样由新生恒星的激波塑造而成，而有可能来自行将死亡的恒星的大爆发，也就是说是超新星塑造了这些柱状烟云。因此，与其把它们称作“创世神柱”，倒不如说它们是“毁灭之柱”，反倒更确切些。
去年冬天，尼古拉·弗拉杰正在加利福尼亚的斯皮策(Spitzer)科学研究中心访问，那时他获准研究自己最喜欢的主题：斯皮策空间望远镜在红外波段拍摄的鹰状星云图片。令人惊讶的是，他从中找到了一片热云的痕迹，这是哈勃望远镜拍摄的照片上没有体现出来的。要知道，如果我们想从地球上观看一个宽达30多光年，由气体和尘埃组成并呈现贝壳形的巨大热云，那么只有通过波长为24微米的十分精确的电磁波才能找到观察目标。尼古拉·弗拉杰把那些图片给自己的博士论文导师——奥塞空间天体物理学院的弗朗索瓦·布朗热(Fran?ois Boulanger)看，老师这样说道：“我立刻明白尼古拉有了一些出人意料的发现，而它有待解释。确实是个惊喜，因为此前我以为他只是去明晰一个已经存在的图景而已。”
无效的理论解释
于是，弗朗索瓦·布朗热开始思考那个贝壳云的来历。根据这块热云发出的电磁波推测，它的温度（大约零下180°C）比那些气体与尘埃组成的巨柱的温度（零下210°C）要略高些，而且热云的存在丝毫不符合解释巨柱形成的理论。因为根据这样的理论，巨柱特殊形态的形成应该归功于它们附近年轻恒星的热“气流”，也就是说新恒星会推开自己周围的星云气体。除去巨柱产生的位置，因为它们比周围环境的密度要大。弗朗索瓦·布朗热解释道：“给这个理论打个比方，巨柱就好像沙漠中的小石子，风蚀作用在石子周围的沙地上划出道道沟壑。问题是，如果这一理论解释是正确的，那么不应该有其他东西比巨柱温度高，因为巨柱离年轻恒星最近。”
为此，这位天体物理学家足足有一个月深陷困惑之中。“忽然，一天早晨，在翻阅到一些有关麦哲伦云的科技文献时，我自言自语说：瞧，现在有办法解释了！”贝壳状的云团比周围温度高，这正是超新星遗迹的特点，超新星是质量很大的恒星，它爆发产生的热激波会延续千万年之久。第二天，弗朗索瓦·布朗热的计算结果证明了他的解释是可靠的。一颗超新星能够释放足够的能量去加热星云的尘埃，使它们达到观测到的温度。而且根据模型，那颗恒星应该是在1000到2000年前爆发的！换句话说，站在整个宇宙的视角上看来，爆发就像昨天才刚刚发生。因此根据时间推断，涉及到的恒星应该是屈指可数几个爆发超新星中的一个，要么是巨蟹超新星，要么是开普勒超新星，抑或是第谷超新星。弗朗索瓦·布朗热进一步说：“爆发的超新星应该在连续几个月内同金星一样明亮。找出爆发精确时间最好办法显然是去查找历史记载，看看当时是否有天文学家在天空的该片区域观察到了某些情况。”因此他与让－马克·博奈－比多(Jean-Marc Bonnet-Bidaud)取得了联系。后者是法国萨克莱(Saclay)核能委员会天体物理部的研究员，他专门研究古代文明记载的天体事件。工夫不负有心人，在记录了古代中国各王朝发生的所有*与自然事件的编年史中，让－马克·博奈－比多发现有两处提到了“客星”，即中国人对超新星的一个称谓。它们都位于鹰状星云附近，可能符合弗朗索瓦·布朗热的条件。这两颗超新星，一颗出现在公元前48年，位于离鹰状星云18度的位置；另一颗发生于1011年，位于离该星云14度的位置。但是两颗的确切位置都不属鹰状星云。中国古代的天文学家难道是搞错了位置？“尽管误差超过10度，但这样的巧合基本具有说服力，因为古代中国人的天文系统较为准确，接近于我们今天的数据体系。”让－马克·博奈－比多如是分析道。反正邻近银河中部的鹰状星云区域被大量尘埃遮盖。“所以对于准确定位来说，条件确实不佳。甚至有可能古代中国的天文学家什么都没有看到，比如没有人发现仙后A超新星，它是在1670年左右爆发的。”那么巨柱就是从爆发中产生吗？在那颗超新星的闪光中它们的故事又是怎样被改写了呢？
……
选自：《新发现》 2007年 5月号
参考资料：http://post.baidu.com/f?kz=204397215
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时间：2023-10-12 14:51
我们过去曾认为创世神柱来自新生恒星的激波，而事实上是濒死恒星的大爆发成就了鹰状星云这些著名的气体柱。更糟的是，它们说不准只是些魅影……
如果要盘点一批全世界最受欢迎的天文照片，哈勃空间望远镜于1995年拍摄的不朽之作“创世神柱”恐怕要拔得头筹。这幅作品将宇宙的美丽与神秘集于一身，令人叹为观止！尼古拉·弗拉杰(Nicolas Flagey)仍然清楚记得当年新闻界公布这幅后来闻名遐迩的照片时自己的切身感受，他回忆说：“正是这幅照片让我下定决心从事天文事业。”十年过去了，当天文学家们自认为对拥有巨大气柱的鹰状星云这一距离地球7000光年的太空区域几乎了如指掌的时候，这名年轻的博士生却有了意外的发现：创世神柱并非如大家过去认为的那样由新生恒星的激波塑造而成，而有可能来自行将死亡的恒星的大爆发，也就是说是超新星塑造了这些柱状烟云。因此，与其把它们称作“创世神柱”，倒不如说它们是“毁灭之柱”，反倒更确切些。
去年冬天，尼古拉·弗拉杰正在加利福尼亚的斯皮策(Spitzer)科学研究中心访问，那时他获准研究自己最喜欢的主题：斯皮策空间望远镜在红外波段拍摄的鹰状星云图片。令人惊讶的是，他从中找到了一片热云的痕迹，这是哈勃望远镜拍摄的照片上没有体现出来的。要知道，如果我们想从地球上观看一个宽达30多光年，由气体和尘埃组成并呈现贝壳形的巨大热云，那么只有通过波长为24微米的十分精确的电磁波才能找到观察目标。尼古拉·弗拉杰把那些图片给自己的博士论文导师——奥塞空间天体物理学院的弗朗索瓦·布朗热(Fran?ois Boulanger)看，老师这样说道：“我立刻明白尼古拉有了一些出人意料的发现，而它有待解释。确实是个惊喜，因为此前我以为他只是去明晰一个已经存在的图景而已。”
无效的理论解释
于是，弗朗索瓦·布朗热开始思考那个贝壳云的来历。根据这块热云发出的电磁波推测，它的温度（大约零下180°C）比那些气体与尘埃组成的巨柱的温度（零下210°C）要略高些，而且热云的存在丝毫不符合解释巨柱形成的理论。因为根据这样的理论，巨柱特殊形态的形成应该归功于它们附近年轻恒星的热“气流”，也就是说新恒星会推开自己周围的星云气体。除去巨柱产生的位置，因为它们比周围环境的密度要大。弗朗索瓦·布朗热解释道：“给这个理论打个比方，巨柱就好像沙漠中的小石子，风蚀作用在石子周围的沙地上划出道道沟壑。问题是，如果这一理论解释是正确的，那么不应该有其他东西比巨柱温度高，因为巨柱离年轻恒星最近。”
为此，这位天体物理学家足足有一个月深陷困惑之中。“忽然，一天早晨，在翻阅到一些有关麦哲伦云的科技文献时，我自言自语说：瞧，现在有办法解释了！”贝壳状的云团比周围温度高，这正是超新星遗迹的特点，超新星是质量很大的恒星，它爆发产生的热激波会延续千万年之久。第二天，弗朗索瓦·布朗热的计算结果证明了他的解释是可靠的。一颗超新星能够释放足够的能量去加热星云的尘埃，使它们达到观测到的温度。而且根据模型，那颗恒星应该是在1000到2000年前爆发的！换句话说，站在整个宇宙的视角上看来，爆发就像昨天才刚刚发生。因此根据时间推断，涉及到的恒星应该是屈指可数几个爆发超新星中的一个，要么是巨蟹超新星，要么是开普勒超新星，抑或是第谷超新星。弗朗索瓦·布朗热进一步说：“爆发的超新星应该在连续几个月内同金星一样明亮。找出爆发精确时间最好办法显然是去查找历史记载，看看当时是否有天文学家在天空的该片区域观察到了某些情况。”因此他与让－马克·博奈－比多(Jean-Marc Bonnet-Bidaud)取得了联系。后者是法国萨克莱(Saclay)核能委员会天体物理部的研究员，他专门研究古代文明记载的天体事件。工夫不负有心人，在记录了古代中国各王朝发生的所有*与自然事件的编年史中，让－马克·博奈－比多发现有两处提到了“客星”，即中国人对超新星的一个称谓。它们都位于鹰状星云附近，可能符合弗朗索瓦·布朗热的条件。这两颗超新星，一颗出现在公元前48年，位于离鹰状星云18度的位置；另一颗发生于1011年，位于离该星云14度的位置。但是两颗的确切位置都不属鹰状星云。中国古代的天文学家难道是搞错了位置？“尽管误差超过10度，但这样的巧合基本具有说服力，因为古代中国人的天文系统较为准确，接近于我们今天的数据体系。”让－马克·博奈－比多如是分析道。反正邻近银河中部的鹰状星云区域被大量尘埃遮盖。“所以对于准确定位来说，条件确实不佳。甚至有可能古代中国的天文学家什么都没有看到，比如没有人发现仙后A超新星，它是在1670年左右爆发的。”那么巨柱就是从爆发中产生吗？在那颗超新星的闪光中它们的故事又是怎样被改写了呢？
参考资料：选自：《新发现》 2007年 5月号
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时间：2023-10-12 14:51
