太空水母的前世今生

水母是一种非常美丽的海洋生物。那么在宇宙这浩瀚的星海中,是否也生活着水母呢?

太空水母的前世今生

月水母,图片来自维基百科

答案是肯定的,在我们的银河系中,大概生活着几千只这样的宇宙水母。

这张照片就是通过太空哈勃望远镜捕捉到的一只“水母”:

太空水母的前世今生

哈勃望远镜拍摄的行星状星云,编号NGC 2022。图片来自NASA

其实这不是真正的水母,而是一种叫“行星状星云”的美丽天体。

行星状星云其实是起源自与太阳类似的恒星(0.8-8倍太阳质量左右的恒星)。虽然目前科学家知道他们起源自恒星,但是几百年前天文学家首次通过望远镜看到他们的时候,由于望远镜分辨率比较低,他们看上一片模糊,像星空中的小云朵。加上早期天文学家猜测他们是正在形成中的行星,所以叫他们“行星状星云”。由于历史原因,这个不符实的名字一直沿用到今天。

太空水母的前世今生

著名的行星状星云“猫眼星云”。图片来自哈勃太空望远镜和钱德拉X射线望远镜的合成。

那么行星状星云是怎么产生的呢?类似太阳的恒星,在他们生命的最后时期核区的氢燃烧殆尽,产生的能量不足以平衡恒星的重力,从而导致大部分的恒星气体收缩,而其余的气体外壳将被抛离恒星。收缩部分形成的内核温度很高,产生大量紫外线(太阳也产生紫外线,因为大气层的存在,只有少量紫外线到达地表,保护了我们。温度越高的恒星能产生越多的紫外线。)。大量来自内核的紫外线激发了外部被抛射出去的气体,从而产生了绚丽的色彩,于是形成了行星状星云。而坍缩的内核最终会形成一颗白矮星。

太空水母的前世今生

“猫眼星云”(中心)及其外围的气体晕(拍摄自北欧光学望远镜,作者Romano Corradi)

行星状星云对生命起源有重要的意义。根据宇宙大爆炸理论,一百多亿年前宇宙刚诞生的时候几乎只有氢和氦两种元素。氢和氦化学性质简单,且基本只能以气体形式存在,是无法构成我们生活的地球和丰富多彩的生命现象的。形成生命需要的碳氮氧等重元素主要是在恒星内部通过核反应由氢、氦等轻元素核聚变形成。在恒星生命的最后阶段,他们可以通过行星状星云的形式把一生积攒的重元素抛撒回宇宙空间,为下一代恒星以及恒星的行星系统形成提供原料。可以说没有行星状星云,生命的产生会曲折很多。

即使在今天,行星状星云还有许多未解之谜。比如他们到我们的精确距离、为什么他们如此丰富多彩、其内部磁场是不是重要、其外部气体环境到底由什么元素组成,他们的比例是多少等等。在浩瀚的宇宙中还有许多悬而未决的秘密等待人类去探索。


分享到:


相關文章: