著名天文照片“創(chuàng)世神柱”是怎樣形成的?

【專(zhuān)家解說(shuō)】：揭開(kāi)“創(chuàng)世神柱”之謎! 我們過(guò)去曾認(rèn)為創(chuàng)世神柱來(lái)自新生恒星的激波，而事實(shí)上是瀕死恒星的大爆發(fā)成就了鷹狀星云這些著名的氣體柱。更糟的是，它們說(shuō)不準(zhǔn)只是些魅影…… 編譯:張亦珂 如果要盤(pán)點(diǎn)一批全世界最受歡迎的天文照片，哈勃空間望遠(yuǎn)鏡于1995年拍攝的不朽之作“創(chuàng)世神柱”恐怕要拔得頭籌。這幅作品將宇宙的美麗與神秘集于一身，令人嘆為觀止!尼古拉·弗拉杰(Nicolas Flagey)仍然清楚記得當(dāng)年新聞界公布這幅后來(lái)聞名遐邇的照片時(shí)自己的切身感受，他回憶說(shuō):“正是這幅照片讓我下定決心從事天文事業(yè)?！笔赀^(guò)去了，當(dāng)天文學(xué)家們自認(rèn)為對(duì)擁有巨大氣柱的鷹狀星云這一距離地球7000光年的太空區(qū)域幾乎了如指掌的時(shí)候，這名年輕的博士生卻有了意外的發(fā)現(xiàn):創(chuàng)世神柱并非如大家過(guò)去認(rèn)為的那樣由新生恒星的激波塑造而成，而有可能來(lái)自行將死亡的恒星的大爆發(fā)，也就是說(shuō)是超新星塑造了這些柱狀煙云。因此，與其把它們稱(chēng)作“創(chuàng)世神柱”，倒不如說(shuō)它們是“毀滅之柱”，反倒更確切些。 去年冬天，尼古拉·弗拉杰正在加利福尼亞的斯皮策(Spitzer)科學(xué)研究中心訪(fǎng)問(wèn)，那時(shí)他獲準(zhǔn)研究自己最喜歡的主題:斯皮策空間望遠(yuǎn)鏡在紅外波段拍攝的鷹狀星云圖片。令人驚訝的是，他從中找到了一片熱云的痕跡，這是哈勃望遠(yuǎn)鏡拍攝的照片上沒(méi)有體現(xiàn)出來(lái)的。要知道，如果我們想從地球上觀看一個(gè)寬達(dá)30多光年，由氣體和塵埃組成并呈現(xiàn)貝殼形的巨大熱云，那么只有通過(guò)波長(zhǎng)為24微米的十分精確的電磁波才能找到觀察目標(biāo)。尼古拉·弗拉杰把那些圖片給自己的博士論文導(dǎo)師--奧塞空間天體物理學(xué)院的弗朗索瓦·布朗熱(Fran?ois Boulanger)看，老師這樣說(shuō)道:“我立刻明白尼古拉有了一些出人意料的發(fā)現(xiàn)，而它有待解釋。確實(shí)是個(gè)驚喜，因?yàn)榇饲拔乙詾樗皇侨ッ魑粋€(gè)已經(jīng)存在的圖景而已?！? 無(wú)效的理論解釋 于是，弗朗索瓦·布朗熱開(kāi)始思考那個(gè)貝殼云的來(lái)歷。根據(jù)這塊熱云發(fā)出的電磁波推測(cè)，它的溫度(大約零下180°C)比那些氣體與塵埃組成的巨柱的溫度(零下210°C)要略高些，而且熱云的存在絲毫不符合解釋巨柱形成的理論。因?yàn)楦鶕?jù)這樣的理論，巨柱特殊形態(tài)的形成應(yīng)該歸功于它們附近年輕恒星的熱“氣流”，也就是說(shuō)新恒星會(huì)推開(kāi)自己周?chē)男窃茪怏w。除去巨柱產(chǎn)生的位置，因?yàn)樗鼈儽戎車(chē)h(huán)境的密度要大。弗朗索瓦·布朗熱解釋道:“給這個(gè)理論打個(gè)比方，巨柱就好像沙漠中的小石子，風(fēng)蝕作用在石子周?chē)纳车厣蟿澇龅赖罍羡?。?wèn)題是，如果這一理論解釋是正確的，那么不應(yīng)該有其他東西比巨柱溫度高，因?yàn)榫拗x年輕恒星最近。” 為此，這位天體物理學(xué)家足足有一個(gè)月深陷困惑之中?！昂鋈?，一天早晨，在翻閱到一些有關(guān)麥哲倫云的科技文獻(xiàn)時(shí)，我自言自語(yǔ)說(shuō):瞧，現(xiàn)在有辦法解釋了!”貝殼狀的云團(tuán)比周?chē)鷾囟雀?，這正是超新星遺跡的特點(diǎn)，超新星是質(zhì)量很大的恒星，它爆發(fā)產(chǎn)生的熱激波會(huì)延續(xù)千萬(wàn)年之久。第二天，弗朗索瓦·布朗熱的計(jì)算結(jié)果證明了他的解釋是可靠的。一顆超新星能夠釋放足夠的能量去加熱星云的塵埃，使它們達(dá)到觀測(cè)到的溫度。而且根據(jù)模型，那顆恒星應(yīng)該是在1000到2000年前爆發(fā)的!換句話(huà)說(shuō)，站在整個(gè)宇宙的視角上看來(lái)，爆發(fā)就像昨天才剛剛發(fā)生。因此根據(jù)時(shí)間推斷，涉及到的恒星應(yīng)該是屈指可數(shù)幾個(gè)爆發(fā)超新星中的一個(gè)，要么是巨蟹超新星，要么是開(kāi)普勒超新星，抑或是第谷超新星。弗朗索瓦·布朗熱進(jìn)一步說(shuō):“爆發(fā)的超新星應(yīng)該在連續(xù)幾個(gè)月內(nèi)同金星一樣明亮。找出爆發(fā)精確時(shí)間最好辦法顯然是去查找歷史記載，看看當(dāng)時(shí)是否有天文學(xué)家在天空的該片區(qū)域觀察到了某些情況?！币虼怂c讓-馬克·博奈-比多(Jean-Marc Bonnet-Bidaud)取得了聯(lián)系。后者是法國(guó)薩克萊(Saclay)核能委員會(huì)天體物理部的研究員，他專(zhuān)門(mén)研究古代文明記載的天體事件。工夫不負(fù)有心人，在記錄了古代中國(guó)各王朝發(fā)生的所有政治與自然事件的編年史中，讓-馬克·博奈-比多發(fā)現(xiàn)有兩處提到了“客星”，即中國(guó)人對(duì)超新星的一個(gè)稱(chēng)謂。它們都位于鷹狀星云附近，可能符合弗朗索瓦·布朗熱的條件。這兩顆超新星，一顆出現(xiàn)在公元前48年，位于離鷹狀星云18度的位置;另一顆發(fā)生于1011年，位于離該星云14度的位置。但是兩顆的確切位置都不屬鷹狀星云。中國(guó)古代的天文學(xué)家難道是搞錯(cuò)了位置?“盡管誤差超過(guò)10度，但這樣的巧合基本具有說(shuō)服力，因?yàn)楣糯袊?guó)人的天文系統(tǒng)較為準(zhǔn)確，接近于我們今天的數(shù)據(jù)體系?！弊?馬克·博奈-比多如是分析道。反正鄰近銀河中部的鷹狀星云區(qū)域被大量塵埃遮蓋?！八詫?duì)于準(zhǔn)確定位來(lái)說(shuō)，條件確實(shí)不佳。甚至有可能古代中國(guó)的天文學(xué)家什么都沒(méi)有看到，比如沒(méi)有人發(fā)現(xiàn)仙后A超新星，它是在1670年左右爆發(fā)的?！蹦敲淳拗褪菑谋l(fā)中產(chǎn)生嗎?在那顆超新星的閃光中它們的故事又是怎樣被改寫(xiě)了呢? …… 選自:《新發(fā)現(xiàn)》 2007年 5月號(hào)