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[原创]星辰怎样繁殖?

混乱博物馆  · 公众号  · 2018-10-27 21:52

我们哀悼于人类的孤独。在无垠的苍穹之下,人类是唯一的心智,在苍穹之上,人类的呼喊也从未得到一点回响——纳米尺度下的电磁力,在可见宇宙中似乎只凝聚成了我们这一种生命。

然而一旦忘了这样尺度上的限制,将生命看作一种结构,而非具体的事物,就会发现在光年尺度上的万有引力,正在巨大的星系内掀起聚集,坍缩,点燃,辐射,电离,扰动——这样周而复始的轮回,孕育出了无数的星辰,它们和我们一样,在一个物质丰富的地方尽情放纵,生死更迭,繁衍生息,然后在隐忍中寻觅新的乐土,播撒新的种子。

谁说星辰就是死物呢?


-文字稿-

一般说来,繁殖是生命才会发生的现象,但如果忘了“生命”这个限制,我们就会发现,这样生生不息的轮回历程在星辰中同样存在,甚至更加浪漫。

星辰这个概念虽然有广泛的外延,包括了行星、彗星、卫星乃至其它模棱两可的概念,但恒星是这一切的源头——这要追溯到它们形成之初。

宇宙大爆炸的余烬主要由氢和氦构成,还包括了少量的锂,这就是138亿年来,恒星们赖以维生的养分——这件事大多数人已经知道了:原本弥漫于广袤空间的星际物质在万有引力的作用下凝聚坍缩,引力势能逐渐转化为热能,逐渐形成一团炽热的气体,当核心温度达到核聚变的临界温度时,这团炽热的气体就终于开始持恒地发出光和热来,延续数亿年的岁月,而那些未能卷入恒星的星际物质,就由于角动量守恒的缘故凝聚成围绕恒星的其它天体。

在故事的开头,那团弥漫的氢分子云巨大得超乎想象,重量大约相当于600万个太阳,但直径常常有100光年之巨,因此相当稀薄,每立方厘米只有1000到1万个氢分子,相比之下,海平面上每立方厘米的空气就有10的19次方数量级的氮气和氧气分子——这使得氢分子云的热运动足以抵消引力的影响,在漫长的岁月里不至于坍缩。

但这个宇宙中的某些偶然事件可能强烈地吹拂这些巨分子云,在局部掀起涟漪,营造出一个个引力的极致,使得几个太阳那么重的分子云凝聚成直径1光年数量级的肿块,球体和柱状都是常见的形态。

这些肿块虽然暗不透光,但它们就是恒星的子房:氢分子凝聚成的恒星胚胎不断从周围摄取养分,直到在核心中开启核聚变,接着就发出强烈的光和冲击波来,将子房的外壳撕成碎片,从黑暗中托生出来——这一进程相当迅速,可能只需数千年。

孵化后的恒星通常不再吸收任何物质,全靠孕育时积累的氢养分维持终生,但它们将会以多种方式将星际物质塑造成新的恒星。

首先,新恒星产生巨额辐射将会产生猛烈的冲击波,这会给周围的分子云带来显著的扰动,促使新的子房发育,孵化新的恒星出来,特别是质量超过太阳5倍的蓝星,它们狂暴的辐射能直接在周围的分子云中吹出新的子房来,远远看去无数不透光的团块如百鸟朝凤包围在一团烈焰周围。这种传染式的恒星繁殖将把大范围的氢分子云加热到电离的程度,变成辉煌的电离氢区:

在这样的区域里,平均每100年到1000年就能诞生一颗新的恒星,而这一过程可以持续数百万年,远远看去,活动旺盛的大型电离氢区如同卵巢,大大小小的卵泡随处可见。

但随着恒星增多,辐射的威力也越来越强,这终将吹散整个电离氢区,留下一个巨大的疏散星团,而后在漫长的岁月中被星系的潮汐揉碎,浪迹星海,在遥远的地方掀起引力和辐射的波涛。

北斗七星中有5颗就属于这样一个星协,而太阳已经是50亿岁的壮年,早已与自己的同胞走散。

另一方面,恒星也不能永生,一般的恒星最终会抛射掉大部分质量,萎缩成一个比已知宇宙还长寿的白矮星,但如果它有一颗伴星,就有可能在伴星衰老的时候吸收伴星的物质重新点燃,爆炸成一个I型超新星,留下壮观的双层超新星遗迹;而更巨大的恒星,核聚变就更猛烈,向外抛射物质就更迅速,寿命就更短:有些十几个太阳质量的巨型恒星在生活中就会抛射出一种气泡状的沃尔夫–拉叶星云,而当它们生命结束时就会以更加猛烈的爆炸产生巨大超新星遗迹——沃尔夫–拉叶星云和超新星遗迹都是电离氢区,能在漫长岁月中冷却下来,重新凝聚成氢分子云,变成下一代恒星的养分,而爆炸产生的冲击波能在巨大的尺度上掀起星际物质的涟漪,促进氢分子云长出更多的子房。

这样的事情周而复始,银河系内有6000多个质量在太阳10万倍以上的氢分子云,最终都将被恒星用尽——所以漫天的星辰与我们一样,在物质丰富的地方大快朵颐、繁衍生息,直到耗竭一切的资源才四散离去——天文学的研究对象,似乎无论如何不能称为死物了。



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