什么是热气泡银边云和亮环结构

云和 气泡 结构
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无敌花花Nancy

大质量恒星十分炽热,因此它们发射大量的紫外辐射。一旦大质量恒星形成,它们就会急剧地改变周围环境。它们的紫外光会摧毁四周的分子云,从而在它的位置上产生电离气体的热气泡和电离云。这类星云以氢的红色辐射为主,在彩色照片中看起来好似半透明的发光云。

大质量恒星产生的炽热等离子体巨泡会膨胀到它们的周边区域。但是星云的成长情况取决于它所进入的云的结构。分子云包含着稠密的簇聚物质、纤维状物质、密度十分低的空腔和奇形怪状的空洞。由此产生的星云的膨胀将向低密度区快速发展,而在遭遇高密度气体时变得缓慢。这使得星云发展出相当复杂而绚丽的形状。

膨胀着的星云驱动激波射入周围的低温气体中。随着激波以每秒几千米至每秒10千米的速度推动电离的波前往前运动,气体被扫除、压缩和加速。当分子被推进到接近电离的波前时,紫外光的强度就会增加、离解并加热介质。最终,这些通过电离波前的原子流也被电离,并加入到成长中的HⅡ区。膨胀的电离星云的前面往往有从周围分子云里被排除出来的稠密气壳。在几百万年的过程里,气壳能够扫过并摧毁整个巨分子云,所有这一切都是由几颗大质量恒星的强烈紫外辐射所导致的。

M16星云内的巨大亮环结构。

有时成长中的星云会遇到稠密凝聚的气体,后者几乎能阻止它在某一特定方向上的膨胀。在这种簇聚中的尘埃和气体会阻碍星云内大质量恒星发射紫外光,而在这些簇聚阴影下的物质则多少避免了这种影响,至少在相当长的时间内都是这样。随着膨胀着的星云迅速通过这些簇聚周围的密度较低的气体,尘埃分子云物质形成的柱状体会在阴影区域持续存在。由此产生的突出物将指向星云内部的炽热恒星。天文学家戏称这些结构为象鼻(正式译名为亮环结构)。

M16星云的红外波段图像。

上图是鹰状星云内著名的“柱状体”。紫外光侵蚀着几个簇聚的主要表面,形成了发光云。这些镶上银白色的边缘表示的是来自柱状体顶端稠密簇聚的刚刚产生的等离子体流。这些亮环结构会逐渐失去物质,注入周围的炽热巨泡。下图是同一区域的红外像。除了最稠密的云核以外,红外波段的光穿透了一切,背景星也透过云层显现了出来。

而且,这种突出物的隐蔽部分也会遭受销蚀。这是因为电离的星云内部散射了恒星光线,像一间充满蒸汽的浴室的灯光漫射一样。于是,在稠密的星云核和不透明的盘的阴影内,物质也暴露在散射光之下并被电离。最后,稠密的簇聚失去屏障,茕茕孤立于星云之内。由于它们深陷于星云内部,难免蒸发殆尽,趋于消亡,除非发光的大质量恒星先于它们死亡。这些云成为孤立的小球状体,在电离气体发亮的前景中反映出它们的边缘。有时小球状体径直位于星云的前方,所以从合适的方向看去,在其发亮前景映衬的轮廓中,我们能看到簇聚的不发光的背部。

HⅡIC2944内的萨克雷球状体是高光度、大质量恒星(在背景上)破坏效应的一个例证,这种效应把星云撕扯的四分五裂。

在诞生后的几百万年之内,星云电离的大质量恒星将步入死亡。随着它们寿命的耗尽,尚存在的小球状体和柱状体的明亮边缘也将变得暗淡,但是凝聚体在星场或遥远星云背景映衬的轮廓中仍然能够被观测到。假若一个小球状体从它的寄主OB星协中幸存下来,它会作为单个暗星云存在很长时间。宇宙中还常常发生这样的事,星云力图用自身引力保持足够多的质量试图阻止散佚。这类孤立的小暗星云所包含的质量通常不会大于太阳。

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