關(guān)于太陽(yáng)的起源我們大部分都能在腦海里勾勒出一個(gè)分子氣體云的畫(huà)面,中心有一個(gè)坍縮的原始恒星,那就是我們的太陽(yáng),而我們的地球就形成在行星盤(pán)上!但是恒星的誕生一般伴隨著一個(gè)星團(tuán)的誕生,所以太陽(yáng)的形成也一樣,并沒(méi)有我們想的那么簡(jiǎn)單!下面我就詳細(xì)聊下太陽(yáng)的起源。
太陽(yáng)對(duì)我們來(lái)說(shuō)是最重要的一顆恒星,是光、熱以及地球上所有生命的基礎(chǔ)。
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對(duì)于我們的太陽(yáng),有兩件事可能會(huì)給你留下非常深刻的印象。
一個(gè)是,太陽(yáng)離我們只有1.5億公里,你可能覺(jué)得這個(gè)距離很遠(yuǎn),那么我們來(lái)看看離我們第二近的恒星:比鄰星(Proxima Centauri)。
比鄰星在離我們四十萬(wàn)億公里的半人馬座,比我們的太陽(yáng)遠(yuǎn)20多萬(wàn)倍,第一近和第二近相差的距離讓人咋舌!這也讓我們充分體會(huì)到宇宙中的恒星之間的距離有多遙遠(yuǎn)。
另一件讓人吃驚的是,如果你了解了宇宙的時(shí)間線,我們就能知道即使太陽(yáng)已經(jīng)存在了45億年,那么宇宙已經(jīng)在太陽(yáng)之前存在了90億!
那么,我們的太陽(yáng)是從哪里來(lái)的呢?
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太陽(yáng)和其他所有的星星一樣,不是憑空出現(xiàn)的。更重要的是:太陽(yáng)形成的環(huán)境與我們現(xiàn)在太陽(yáng)系的環(huán)境有很大的不同。
我們現(xiàn)在知道在形成任何形式的天體之前,都需要從一個(gè)更分散的物質(zhì)開(kāi)始,而更分散的物質(zhì)會(huì)逐步收縮成一個(gè)更緊湊的結(jié)構(gòu)。在整個(gè)星系中,我們發(fā)現(xiàn)了分散的分子云就具備這樣的條件和性質(zhì)。
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上圖是獵戶座大星云內(nèi)部的情況。分子氣體云是由大爆炸以來(lái)未被破壞的原始?xì)怏w和前幾代恒星死亡后拋灑的可回收物質(zhì)(大部分為氫,類(lèi)似太陽(yáng)的恒星一生只能消耗自身氫含量的10%,死亡后剩余的氫會(huì)重新拋灑到宇宙中)組合而成的,這些氣體云又開(kāi)始在引力作用下收縮。
氣體云要想重新坍縮,必須要有足夠的質(zhì)量,至少比形成一顆恒星所需要的原料要大得多。當(dāng)氣體云中在一個(gè)地方積累了足夠的物質(zhì),氣體云就開(kāi)始收縮,在這個(gè)過(guò)程中必然會(huì)有一些區(qū)域變得密度最大,收縮的速度最快,因?yàn)檫@就是引力的工作原理,這些密度越來(lái)越大的地方會(huì)把周?chē)絹?lái)越多的物質(zhì)逐漸拉進(jìn)它的中心。如果我們深入觀察這些黑暗的氣體云深處,比如馬頭星云,我們會(huì)發(fā)現(xiàn)什么?
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那里正在形成恒星!事實(shí)上,這不僅是我們星系中恒星形成的方式,也是所有星系團(tuán)形成的方式。在理論上形成的星系團(tuán)會(huì)包含幾千顆相隔20光年的恒星,所以恒星一般都是大批量的生產(chǎn),而我們的太陽(yáng)也是一樣的。
經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間,所有的氣體云要么會(huì)形成恒星,要么會(huì)在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi),被最大最熱的恒星吹到星際介質(zhì)中,為下一次恒星的形成做準(zhǔn)備。在上圖中的NGC 3603中,恒星仍在不斷地形成,我們估計(jì)NGC 3603有可能在不久地將來(lái)會(huì)在我們的星系中誕生一顆超新星。當(dāng)塵埃散去,沒(méi)有新的恒星形成,剩下的就是質(zhì)量最大的恒星很快地消亡。下圖為一個(gè)開(kāi)放星團(tuán),野鴨星團(tuán)(梅西耶 11)。
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梅西耶11有2.2億年的歷史,還不到太陽(yáng)年齡的5%。然而,對(duì)于一個(gè)開(kāi)放的集群來(lái)說(shuō),梅西耶11并不年輕,星團(tuán)中所有最亮、質(zhì)量最大的O級(jí)恒星(以及大多數(shù)B級(jí)恒星星)都已經(jīng)死亡,耗盡了所有的燃料。
但是在極其罕見(jiàn)的情況下,開(kāi)放的星團(tuán)可以聚集數(shù)十億年,但大多數(shù)星團(tuán)中的恒星會(huì)與銀河系的其他物質(zhì)發(fā)生引力作用,整個(gè)星團(tuán)會(huì)彼此分離,單個(gè)恒星會(huì)從恒星團(tuán)中脫離出來(lái)。
離我們最近的星團(tuán),畢宿星團(tuán)就是一個(gè)很好的例子。
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畢宿星團(tuán)的年齡是野鴨星團(tuán)的近三倍,現(xiàn)在已經(jīng)星團(tuán)的恒星已經(jīng)下降到大約200-400顆恒星,其中大約三分之一的恒星正處于從星團(tuán)中逃逸的過(guò)程。我們現(xiàn)在還可以看到一些剛從畢宿星團(tuán)中逃逸出來(lái)的恒星,至少有一部分恒星被星團(tuán)甩在了后面!
事實(shí)上,根據(jù)逃逸出來(lái)恒星的速度,我們可以回溯到過(guò)去,我們不難發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)畢宿星團(tuán)在過(guò)去是一個(gè)更大、更緊密的恒星團(tuán)!
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現(xiàn)在你應(yīng)該能感覺(jué)到我們太陽(yáng)不一樣的來(lái)源了吧!你沒(méi)猜錯(cuò),太陽(yáng)也是這樣從恒星團(tuán)中逃出來(lái)的!那么曾經(jīng)屬于我們太陽(yáng)的恒星托兒所在哪?
自從我們太陽(yáng)在一個(gè)開(kāi)放的星團(tuán)中形成以來(lái)的45億年里,所有與太陽(yáng)一起形成的恒星都散布在了整個(gè)銀河系中,似乎沒(méi)有與太陽(yáng)相關(guān)的恒星流或運(yùn)動(dòng)群,就像我們熟知的北斗七星一樣。我們太陽(yáng)的歷史就像所有的老野戰(zhàn)明星一樣,已被歲月湮沒(méi)了。曾經(jīng)那些兄弟姐妹已經(jīng)不見(jiàn)蹤影。
太陽(yáng)已經(jīng)遺忘了它的祖先,其實(shí)也不必失望,因?yàn)槲覀兊奶炜罩谐錆M了大量很容易看的見(jiàn)的年輕星團(tuán),包括下圖中美麗的:英仙座的雙星團(tuán)!
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在這些年輕的星系團(tuán)中,每一個(gè)都有300多顆B型恒星,星團(tuán)的年齡分別為580萬(wàn)歲和320萬(wàn)歲,這和我們太陽(yáng)比起來(lái)簡(jiǎn)直還沒(méi)斷奶的感覺(jué),但是這對(duì)于非常短命的o型恒星來(lái)說(shuō)這兩個(gè)星團(tuán)也太老了!在一個(gè)漆黑的夜晚,用肉眼就可以找到這兩個(gè)星團(tuán),就在英仙座和仙后座之間,或者拿一副雙筒望遠(yuǎn)鏡(或一個(gè)小型天文望遠(yuǎn)鏡)。
你將看到的是我們星系所有的恒星曾經(jīng)居住的地方:一個(gè)恒星誕生的搖籃。這就是太陽(yáng)的來(lái)歷!
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