深度探秘恆星誕生地：星團一生的秘密

夜空是星星的領地。在每一個方向上，明暗不同的恆星充滿天際。一些星星看上去構成了特殊的圖案，被稱為星座。儘管這些圖案很有趣，但絕大部分只不過是人類思想在天空中的投影。在銀河系和其他星系中，大多數的恆星彼此之間並沒有真正物理上的聯繫。下面就和趣聞解密小編

或者，至少現在已不存在這樣的聯繫了。每一顆恆星其實都誕生於一個恆星集群之中，周圍簇擁著日後會漸行漸遠的、年齡相仿的兄弟姐妹。天文學家之所以知道這一點，是因為這樣的「恆星育嬰室」至今仍有一些存在，它們被稱為星團。獵戶星雲的星團也許是其中最著名的：在哈勃望遠鏡下，獵戶星雲星團的恆星在朦朧的塵埃和氣體雲中閃閃發光。在戶外你能看到昴星團：它是金牛座中一片模糊的光斑。星團間差異巨大，有的只是幾十個成員的脆弱聯盟，而有的則是數百萬顆恆星的集合。一些星團非常年輕——年齡只有幾百萬年，其些則誕生於宇宙創生初期。在它們之中，我們能找到處於恆星生命周期任意階段的恆星。

依據年齡，以及恆星的數目和密度，星團通常可分為5種類型。最年輕的恆星集群被稱為內埋星團(embedded cluster)，位於濃密的星雲中，因而在這種星團中，恆星發出的可見光完全被遮擋，我們只能看到被恆星加熱的塵埃發出的紅外輻射，無法辨別這些原始星團的精細結構——這是一個永恆的謎題。

相比之下，球狀星團(globular cluster)則是最古老、成員最多的恆星集群。球狀星團的年齡可以追溯到宇宙初期，它們可以將多達100萬顆的恆星極為緊密地包裹在一起。這些成熟星團的母星雲已經消失，其中的恆星清晰可見。然而，即便是最近的球狀星團也與銀河系的銀盤有著相當遠的距離，因此天文學家也難以詳盡地研究它們。於是，為了有可操作性，我把研究目標限定在了3類星團上，這3類星團位於銀河系銀盤的平面上，因此最好觀測。

恆星分布最稀疏的那種星團叫做T星協(T association)，因為它主要由最常見的年輕恆星——金牛T星組成。(太陽在「年幼」時也屬於金牛T星。)每一個T星協都包含有多達幾百顆這樣的恆星，但並未被母星雲完全遮蔽。T星協的持續時間不會很長：其中已觀測到的最老T星協的年齡約為500萬年——從宇宙的角度來看，只是一眨眼的功夫。

科學家已經知道，T星協中母星雲的質量要遠大於其中恆星質量的總和。我想，這一特徵可以解釋，這些星團為什麼壽命較短。質量決定引力的強度：質量越大，引力就越強。因此，如果一個星團中，母星雲的質量遠大於其成員恆星的總質量，那麼這個母星雲的引力——而非恆星施加在彼此身上的引力——必定會把該星團維繫在聚集狀態。如果這個母星雲消散了，恆星就會四散開去。天文學家認為，是恆星風(stellar wind，由恆星表面向外噴射出的有力氣流)最終吹散了T星協的母星雲，釋放出了先前被束縛在一起的這些恆星。

銀河系中，另一類容易觀測的恆星集群被稱為OB星協，這個名字來自其中的兩種特別的恆星，即宇宙中最明亮且質量最大的O型和B型恆星。通常來說，OB星協所含恆星的數目大約是T星協的10倍，其中還有少量O型和B型恆星。獵戶星雲星團就是一個為人所熟知的例子：它位於約1 500光年之外，由4顆大質量恆星和約2 000顆低質量恆星組成，也包括了許多金牛T星。 在銀河系中，獵戶星雲星團是距離我們較近的區域里恆星密度最高的(獵戶星雲距離地球約1500光年)。

所有年輕的OB星協都有著類似的高密度，它們都由質量特別大的母星雲形成。然而，儘管這些系統有著極強的引力，但較年老的OB星協中，恆星卻不是逐漸分散的，而是高速地沖向宇宙空間。天文學家之所以知道這一點，是因為從同一個成熟OB星協的、間隔僅幾十年的兩張圖像就能看出，恆星間的距離變遠了。

這種快速擴散的原因之一是，這些恆星一開始就運動得很快。OB星協母星雲的極端引力驅使著其中的恆星高速運動。年輕的OB星協里充滿了高速運動的恆星，它們已經為母星雲消散後逃出星團做好了準備。另外，在O型和B型恆星的短暫壽命中，它們會發出強烈的紫外輻射，把OB星協的母星雲籠罩其中。和太陽一樣，這些恆星也是由核聚變驅動，但它們燃燒得更迅猛得。例如，一顆典型O型恆星的質量是太陽的30倍，而它耗盡燃料只需要幾百萬年的時間。

在這一自我犧牲的過程中，這些恆星會發出強勁的紫外輻射，後者會電離周圍的氣體——效果上等同於點著了母星雲。獵戶星雲星團中，塵埃和氣體正是在這一電離作用下發光。隨著母星雲燒盡，引力就會減小。當大質量恆星最終死去，且母星雲也消散時，該系統的引力就無法再束縛質量較小的高速恆星，它們會飛一般地揚長而去。

因此，T星協和OB星協最終都會解體，無論是通過慢慢的磨耗還是劇烈的騷動，結果都會這樣。然而，銀河系中，更為少見的第三類恆星集群卻極其穩定。它們被稱為疏散星團(相對於球狀星團)，擁有約1 000顆普通恆星，可以持續存在數億年甚至數十億年。而它們的星雲和引力則早已消失。

昴星團就是一個疏散星團。它的年齡為1.25億年，其母星雲在1.2億多年前可能就已消散。在天空中，距離昴星團不遠處是同樣著名的畢星團，其年齡為6.3億年。在銀河系的外圍還有幾十個年齡甚至更大的疏散星團。由1 000顆恆星組成的疏散星團M67則形成於40億年前。

就算是疏散星團也不是不朽的，因為鮮有比M67年齡更大的疏散星團。天文學家相信，最終，當它們與其他星雲近距離交會時，星雲的引力會撕開並瓦解這些系統。不過，疏散星團仍有一個令人頭痛的問題。在過去幾十年里，科學家基本上弄清楚了，母星雲消散是如何導致T和OB星協解體的，但是他們卻無法回答，為什麼疏散星團中的恆星能在母星雲消散的情況下，仍維繫在一起好幾百萬年。

最終，似乎存在這樣一種可能性：在質量適中的星雲里，這兩種效應會彼此平衡，這些星雲收縮的速率和質量流失率相同。結果，這個星雲會不斷製造出緊密聚集的年輕恆星，但不會製造出大質量恆星。即便星風吹散了星雲，相互靠近的恆星間的引力，也足以在很長的時間裡束縛住彼此，正如疏散星團一樣。

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