鷹(ying)狀星(xing)(xing)云(yun)(M16,NGC 6611,又稱(cheng)星(xing)(xing)之(zhi)皇后星(xing)(xing)云(yun))在梅(mei)西耶星(xing)(xing)表中排名(ming)16,因(yin)此簡稱(cheng)為M16,它是一(yi)個位于巨蛇(she)座的(de)(de)星(xing)(xing)云(yun),也(ye)(ye)是銀河(he)系的(de)(de)一(yi)個恒(heng)星(xing)(xing)誕(dan)生區,也(ye)(ye)是一(yi)個電離氫(qing)區。因(yin)其形狀好像一(yi)只(zhi)展翅翱翔的(de)(de)雄(xiong)鷹(ying)而得此名(ming)。
M16處于銀河系人(ren)馬(ma)臂(bei)(或(huo)稱(cheng)人(ren)馬(ma)-船底臂(bei))上,是雙(shuang)筒(tong)望遠鏡或(huo)小(xiao)型望遠鏡容(rong)易觀測到的天體。
鷹狀星(xing)云(yun)是IC 4703這(zhe)個發(fa)射星(xing)云(yun)或氫離子區(qu)(qu)的(de)一部分。這(zhe)個區(qu)(qu)域仍(reng)是很活躍的(de)恒星(xing)形成區(qu)(qu),距離太陽系大(da)約7,000光年(nian)。能(neng)看見的(de)塔(ta)狀氣(qi)體(ti)柱(zhu)從星(xing)云(yun)往外延伸了大(da)約9.5光年(nian)。
在(zai)星云內最亮的(de)(de)恒星HD 168076,視(shi)星等為8.24,使用好的(de)(de)雙筒望遠鏡就(jiu)能看見(jian)。它(ta)實際(ji)上(shang)是一(yi)對聯星,是一(yi)組O3.5V和O7.5V的(de)(de)主序星對。
這個星團與星云大約(yue)有460顆恒星,最亮的O型(xing)恒星,質量(liang)大約(yue)是(shi)80太(tai)陽(yang)質量(liang),亮度是(shi)太(tai)陽(yang)的100萬倍(bei),估計它的年齡只(zhi)有100-200萬年。
描述性的(de)(de)(de)名稱(cheng)反映了柱狀(zhuang)從東(dong)南方升起進入中心明亮區域的(de)(de)(de)影像(xiang)形狀(zhuang)。星之(zhi)皇(huang)后(hou)星云的(de)(de)(de)名稱(cheng)是由小羅(luo)伯特·伯納姆起的(de)(de)(de),這反映了該星云的(de)(de)(de)輪廓,支柱象(xiang)征星之(zhi)皇(huang)后(hou)的(de)(de)(de)核(he)心。
鷹狀(zhuang)星(xing)(xing)云M16實(shi)際(ji)上(shang)(shang)是(shi)一個疏散星(xing)(xing)團和一個彌漫(man)氣體(ti)星(xing)(xing)云的(de)(de)(de)復合體(ti),看(kan)上(shang)(shang)去像是(shi)宇(yu)宙中的(de)(de)(de)一朵蘑(mo)菇(gu),疏散星(xing)(xing)團是(shi)蘑(mo)菇(gu)的(de)(de)(de)柄,氣體(ti)星(xing)(xing)云是(shi)蘑(mo)菇(gu)的(de)(de)(de)頭(tou)。鷹狀(zhuang)星(xing)(xing)云本身并(bing)不發光,它是(shi)被M16星(xing)(xing)團中的(de)(de)(de)恒星(xing)(xing)照(zhao)亮(liang)了才(cai)發光的(de)(de)(de)。
M16星云(yun)中心部(bu)(bu)(bu)位有幾個(ge)(ge)黑色的(de)(de)“大象(xiang)鼻子”早就引起了(le)天(tian)文學家(jia)的(de)(de)注意(yi),他們猜想那里可能是(shi)恒星誕生的(de)(de)一(yi)個(ge)(ge)巨(ju)大孵化場。1995年(nian)4月(yue)1日,哈勃空(kong)間(jian)望遠(yuan)鏡拍攝到(dao)了(le)M16那與眾不同的(de)(de)中心部(bu)(bu)(bu)分的(de)(de)特寫照片,讓我們清楚地看出了(le)那幾個(ge)(ge)暗條是(shi)由稠密的(de)(de)分子云(yun)和塵埃組成的(de)(de)一(yi)個(ge)(ge)個(ge)(ge)高(gao)聳的(de)(de)柱狀物,從它們的(de)(de)底部(bu)(bu)(bu)到(dao)頂(ding)部(bu)(bu)(bu)比1光年(nian)還長。如前面所說(shuo),這些柱狀物的(de)(de)外(wai)形確(que)實很像(xiang)大象(xiang)的(de)(de)鼻子,在其頂(ding)端,流動的(de)(de)氣體(ti)像(xiang)傾盆大雨似的(de)(de)澆下(xia)來。
M16中心區域(yu)的(de)這幾(ji)個柱狀物(wu)是亮的(de)電離氫區(HII)和暗(an)黑(hei)的(de)分子云(yun)之間(jian)的(de)邊界(jie)。天文學(xue)家期(qi)望這個邊界(jie)區域(yu)能(neng)成(cheng)為(wei)研(yan)究(jiu)光(guang)致蒸(zheng)發過(guo)程的(de)一(yi)個理(li)想(xiang)的(de)實(shi)驗(yan)室。光(guang)致蒸(zheng)發就是指來(lai)自年輕的(de)高(gao)溫恒星(xing)的(de)紫(zi)外輻射侵蝕近鄰星(xing)云(yun)的(de)過(guo)程,這些高(gao)溫恒星(xing)將會逐步電離它們周圍(wei)的(de)一(yi)切物(wu)質,最終導致星(xing)云(yun)的(de)瓦解。
“大象鼻子”是(shi)從分子云區延(yan)伸(shen)到電離氫區(HII)的(de)。它(ta)們(men)遭受電離侵(qin)蝕的(de)程度比(bi)它(ta)們(men)周圍的(de)低密度的(de)物質要小很多。但是(shi),大象鼻子最終也將(jiang)會(hui)被侵(qin)蝕掉。天文學(xue)家給出的(de)理(li)論(lun)模型與(yu)哈(ha)勃空間(jian)望遠鏡為我們(men)展示的(de)在大象鼻子表(biao)面發(fa)生的(de)情況符合得很好(hao)。
因為大(da)(da)象鼻子(zi)的(de)(de)(de)光(guang)致蒸(zheng)發一直(zhi)進行(xing)著,塵埃和稠密氣體(ti)的(de)(de)(de)凝聚就顯現出來(lai)了(le)。這些蒸(zheng)發著的(de)(de)(de)氣體(ti)球狀體(ti),比(bi)太陽系稍微大(da)(da)一些。它們(men)暫時地遮蓋了(le)后面(mian)的(de)(de)(de)氣體(ti),在星(xing)(xing)云的(de)(de)(de)表面(mian)形成了(le)一個(ge)個(ge)黑暗的(de)(de)(de)手(shou)指形狀的(de)(de)(de)區(qu)域,把它們(men)稱為氣體(ti)球狀體(ti)似乎是(shi)很恰當(dang)的(de)(de)(de)。天文學家(jia)相信,至(zhi)少在某些氣體(ti)球狀體(ti)當(dang)中包含了(le)早期的(de)(de)(de)恒(heng)星(xing)(xing)。哈(ha)勃空(kong)間望遠鏡(jing)為我們(men)提供了(le)一幅恒(heng)星(xing)(xing)正在形成的(de)(de)(de)活生生的(de)(de)(de)畫面(mian)。
科(ke)學(xue)家們對鷹(ying)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)星云中心區域進行細致(zhi)的(de)(de)(de)觀(guan)察,發(fa)現那些(xie)(xie)(xie)(xie)正在(zai)蒸發(fa)的(de)(de)(de)氣(qi)體(ti)球(qiu)(qiu)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)體(ti)并不完全都處(chu)于同一(yi)演化階段。某些(xie)(xie)(xie)(xie)氣(qi)體(ti)球(qiu)(qiu)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)體(ti)赤裸裸地暴露出來(lai),而另外一(yi)些(xie)(xie)(xie)(xie)則(ze)還(huan)拖曳著從(cong)后部被侵蝕(shi)著的(de)(de)(de)尾巴,只顯示出被侵蝕(shi)了(le)的(de)(de)(de)手指狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)的(de)(de)(de)形跡。在(zai)大多(duo)數蒸發(fa)的(de)(de)(de)氣(qi)體(ti)球(qiu)(qiu)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)體(ti)的(de)(de)(de)表面(mian)處(chu)可以看到初(chu)生的(de)(de)(de)恒星。這(zhe)些(xie)(xie)(xie)(xie)新生恒星的(de)(de)(de)質量(liang)比分子云第一(yi)代后裔的(de)(de)(de)質量(liang)要小一(yi)些(xie)(xie)(xie)(xie)。
按照恒(heng)(heng)星(xing)(xing)形成的(de)(de)(de)一(yi)般理論(lun),在分子云中,當一(yi)團稠密(mi)的(de)(de)(de)氣體坍縮成原恒(heng)(heng)星(xing)(xing)時,周(zhou)圍的(de)(de)(de)物(wu)質紛紛落到它(ta)的(de)(de)(de)上(shang)面。原恒(heng)(heng)星(xing)(xing)就靠收(shou)集周(zhou)圍的(de)(de)(de)這些物(wu)質成長(chang),質量不(bu)斷增(zeng)加直(zhi)至該恒(heng)(heng)星(xing)(xing)有足夠的(de)(de)(de)星(xing)(xing)風(feng)形成,這時下落的(de)(de)(de)物(wu)質就被阻擋,恒(heng)(heng)星(xing)(xing)就不(bu)能進一(yi)步增(zeng)長(chang)了。原恒(heng)(heng)星(xing)(xing)被塵(chen)(chen)埃(ai)遮蓋著(zhu),只(zhi)有在塵(chen)(chen)埃(ai)被融合(he)以后,才有可能在可見光波段觀測到它(ta)們。
在(zai)鷹(ying)狀(zhuang)星云中,有些隱藏在(zai)蒸(zheng)發的氣(qi)體(ti)球(qiu)狀(zhuang)體(ti)里面的星體(ti)未(wei)能被發現,因(yin)為它(ta)們尚(shang)未(wei)完成其形(xing)成過程。如果(guo)已經形(xing)成了恒星,就會(hui)(hui)有星風、噴流或物(wu)(wu)質的向(xiang)外流動。蒸(zheng)發氣(qi)體(ti)球(qiu)狀(zhuang)體(ti)是和分(fen)子(zi)云分(fen)離的,因(yin)此不可能再(zai)從分(fen)子(zi)云中獲得質量,光致(zhi)蒸(zheng)發將使氣(qi)體(ti)球(qiu)狀(zhuang)體(ti)迅速(su)分(fen)裂瓦解。原恒星從周圍獲得物(wu)(wu)質不斷成長(chang)(chang),但也(ye)不會(hui)(hui)長(chang)(chang)得太大(da),就像(xiang)珍珠(zhu)長(chang)(chang)到一定的大(da)小(xiao)后就要(yao)從貝殼中分(fen)離出(chu)來的情況(kuang)一樣。
鷹狀星(xing)(xing)(xing)團包含有一個疏散星(xing)(xing)(xing)團,被稱為(wei)NGC 6611。離地球約6500光年(nian),是(shi)一個非(fei)常年(nian)輕的星(xing)(xing)(xing)團,形成于大(da)約550萬年(nian)前。星(xing)(xing)(xing)團中包含大(da)量熾熱的藍(lan)巨(ju)星(xing)(xing)(xing),其傾瀉(xie)的紫外輻射激發(fa)周圍(wei)的星(xing)(xing)(xing)云發(fa)光。
恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)的(de)誕(dan)生并不表(biao)示(shi)鷹狀(zhuang)星(xing)(xing)(xing)云中(zhong)(zhong)恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)形成(cheng)的(de)終(zhong)結(jie)。正如前所指出(chu)的(de),哈勃空間望遠鏡拍攝的(de)鷹狀(zhuang)星(xing)(xing)(xing)云中(zhong)(zhong)心(xin)區域的(de)圖像,清(qing)楚地顯示(shi)出(chu)健壯的(de)年(nian)輕(qing)恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)是從星(xing)(xing)(xing)云中(zhong)(zhong)的(de)蒸發(fa)氣(qi)體球狀(zhuang)體“孵化”出(chu)來的(de)。表(biao)面上(shang)看,在(zai)許多蒸發(fa)氣(qi)體球狀(zhuang)體中(zhong)(zhong)的(de)原(yuan)恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)有足(zu)夠大(da)的(de)質量,其(qi)引力將使原(yuan)恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)收(shou)縮(suo)。收(shou)縮(suo)的(de)結(jie)果(guo)是導致原(yuan)恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)密度(du)不斷增加(jia),溫度(du)不斷升高。一旦滿足(zu)核(he)聚(ju)變條件后,其(qi)中(zhong)(zhong)心(xin)部分就要開始(shi)核(he)聚(ju)變反應。
然(ran)而(er)研(yan)究(jiu)表(biao)明,具有(you)比太陽(yang)質量的(de)(de)8%還小的(de)(de)恒星是不(bu)能維持(chi)它們核心部分的(de)(de)核反應的(de)(de)。這(zhe)種恒星沒(mei)有(you)熱核反應提供能源,因此(ci)光度非常低,被(bei)稱為“褐矮(ai)星”,很難被(bei)發現(xian)。天文學家仍(reng)然(ran)捉摸不(bu)透這(zhe)類(lei)褐矮(ai)星在質量超越0.08太陽(yang)質量之前即停(ting)止增長的(de)(de)秘密。
M16這(zhe)個巨大的(de)恒星(xing)孵化場中(zhong)會不會孵化出褐矮星(xing)?這(zhe)個令人(ren)興奮的(de)可(ke)能性點燃了人(ren)們對于褐矮星(xing)的(de)新興趣。進一步(bu)觀察鷹狀星(xing)云和其它分(fen)子云的(de)光子蒸發區域有可(ke)能揭開褐矮星(xing)這(zhe)一長期(qi)困擾天文學(xue)家的(de)難題。
每年夏(xia)季都是觀察巨蛇(she)座的有利時機(ji)。
如何才能(neng)從豐富(fu)多(duo)彩的(de)(de)(de)夏夜星(xing)(xing)空(kong)中(zhong)找(zhao)到(dao)(dao)展翅翱翔的(de)(de)(de)雄鷹呢?朝銀河(he)方向看(kan)去,那(nei)兒有(you)天空(kong)中(zhong)最引人注(zhu)目的(de)(de)(de)幾(ji)個星(xing)(xing)座(zuo)(zuo)(zuo):天鷹座(zuo)(zuo)(zuo)、天琴(qin)(qin)座(zuo)(zuo)(zuo)、天蝎座(zuo)(zuo)(zuo)等。銀河(he)的(de)(de)(de)東岸有(you)包括牛郎星(xing)(xing)的(de)(de)(de)天鷹座(zuo)(zuo)(zuo),西(xi)岸是含(han)有(you)織女星(xing)(xing)的(de)(de)(de)天琴(qin)(qin)座(zuo)(zuo)(zuo)。順著銀河(he)再往西(xi)南(nan)方向看(kan),可以找(zhao)到(dao)(dao)樣子(zi)(zi)像蝎子(zi)(zi)一樣的(de)(de)(de)天蝎座(zuo)(zuo)(zuo)。天琴(qin)(qin)座(zuo)(zuo)(zuo)的(de)(de)(de)南(nan)邊是武(wu)仙(xian)座(zuo)(zuo)(zuo),而巨蛇座(zuo)(zuo)(zuo)就位(wei)于(yu)武(wu)仙(xian)座(zuo)(zuo)(zuo)和天蝎座(zuo)(zuo)(zuo)之間那(nei)片(pian)沒有(you)典型(xing)亮星(xing)(xing)的(de)(de)(de)區域(yu)內。
巨(ju)(ju)蛇(she)座又分(fen)為巨(ju)(ju)蛇(she)頭和巨(ju)(ju)蛇(she)尾兩部分(fen),巨(ju)(ju)蛇(she)尾靠近銀河,巨(ju)(ju)蛇(she)頭遠離銀河,中間隔著蛇(she)夫座。雄鷹就翱翔在(zai)巨(ju)(ju)蛇(she)尾的東南部邊緣。鷹狀星云視面積與滿月(yue)差不多大小(xiao),使用小(xiao)型天(tian)文望遠鏡(jing)就能(neng)欣賞到它(ta)那極具魅力的美妙景象。
對小型和(he)(he)中型望遠(yuan)鏡(jing)而言,M16的星(xing)云和(he)(he)星(xing)團都(dou)是迷人的觀測目標,尤其(qi)在沒有光污染(ran)的靜夜中。
M16位于(yu)巨蛇座尾(wei)部,該天區夾在天鷹、人(ren)馬、蛇夫座之(zhi)(zhi)(zhi)間,是銀河系核心區域之(zhi)(zhi)(zhi)一。低倍率的小型(xing)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)通常用(yong)于(yu)觀測較大、暗淡而緊密的星云;而30厘(li)米口徑(jing)以(yi)上的中型(xing)望(wang)遠(yuan)鏡(jing),在良好的觀測條件下(xia),也許能看到暗的塵埃柱(zhu)(zhu)(即(ji)創生之(zhi)(zhi)(zhi)柱(zhu)(zhu))。
除了(le)光學波段的(de)觀(guan)測之外,哈勃空間(jian)望遠鏡(jing)(jing)的(de)近(jin)紅外照相機、歐洲(zhou)(zhou)南方天文臺的(de)甚大(da)望遠鏡(jing)(jing)(VLT)以及歐洲(zhou)(zhou)空間(jian)局(ju)的(de)紅外空間(jian)望遠鏡(jing)(jing)(ISO)等,都對(dui)鷹狀(zhuang)星云進行(xing)了(le)觀(guan)測和拍攝。
在(zai)鷹狀星云近紅外(wai)波(bo)(bo)段(duan)的(de)(de)(de)(de)照(zhao)片上,由氣(qi)體(ti)和塵埃組成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)三個大象鼻子與可見(jian)光波(bo)(bo)段(duan)的(de)(de)(de)(de)照(zhao)片相(xiang)比變得透(tou)明了。透(tou)過塵埃柱,可以(yi)看見(jian)里面(mian)正在(zai)形成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)恒星非常少(shao),比天文學家以(yi)前預(yu)料(liao)的(de)(de)(de)(de)要少(shao)得多。兩個柱子的(de)(de)(de)(de)頂端有(you)一(yi)些(xie)大質量(liang)的(de)(de)(de)(de)年輕的(de)(de)(de)(de)恒星,或者也許是由較小的(de)(de)(de)(de)恒星組成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)星團。散布在(zai)柱子表面(mian)還(huan)有(you)一(yi)些(xie)小質量(liang)的(de)(de)(de)(de)恒星,它們(men)似乎是與柱子里面(mian)的(de)(de)(de)(de)蒸發氣(qi)體(ti)球狀體(ti)有(you)關系。
中紅(hong)外波(bo)段的照片上顯示出來(lai)的鷹狀星云又是另外一種景象。原來(lai)在(zai)(zai)(zai)可見(jian)光波(bo)段和近紅(hong)外波(bo)段有很強(qiang)輻射的恒星,在(zai)(zai)(zai)這里(li)我們卻基本上都看不到了。照片中藍色的區域(yu)是溫度大約(yue)在(zai)(zai)(zai)170K的冷塵埃在(zai)(zai)(zai)7.7微米(mi)的輻射,而紅(hong)色區域(yu)則是這些冷塵埃在(zai)(zai)(zai)14微米(mi)的輻射。
對(dui)鷹(ying)狀(zhuang)星(xing)(xing)云(yun)的(de)紅外觀測又給天(tian)文學家(jia)提出(chu)了新的(de)課題(ti),比(bi)(bi)如(ru)大象鼻子里面的(de)恒星(xing)(xing)為什么會比(bi)(bi)天(tian)文學家(jia)原先預料的(de)要少(shao)許多(duo)?雖然(ran)人們對(dui)鷹(ying)狀(zhuang)星(xing)(xing)云(yun)M16已經有了比(bi)(bi)較深入的(de)了解,但是還有許多(duo)奧秘遠(yuan)未揭開,天(tian)文學家(jia)將繼(ji)續對(dui)它做進一步的(de)探測和研究。