鷹狀(zhuang)星云(M16,NGC 6611,又稱星之皇后星云)在(zai)梅西耶(ye)星表中排名16,因此(ci)簡稱為M16,它是一(yi)個(ge)位于巨蛇座(zuo)的星云,也是銀河系的一(yi)個(ge)恒星誕(dan)生區,也是一(yi)個(ge)電離氫區。因其形狀(zhuang)好(hao)像一(yi)只展翅翱翔的雄鷹而得(de)此(ci)名。
M16處(chu)于銀(yin)河系(xi)人馬臂(或(huo)稱人馬-船底臂)上(shang),是雙筒(tong)望遠(yuan)鏡或(huo)小型(xing)望遠(yuan)鏡容易(yi)觀測到的天體。
鷹狀星(xing)云(yun)是(shi)IC 4703這個發射星(xing)云(yun)或氫離子(zi)區的(de)(de)(de)一部分。這個區域仍是(shi)很活躍的(de)(de)(de)恒星(xing)形成區,距離太陽系大約(yue)7,000光年(nian)。能看見的(de)(de)(de)塔(ta)狀氣(qi)體柱從星(xing)云(yun)往外延伸了大約(yue)9.5光年(nian)。
在星云(yun)內最亮的(de)恒星HD 168076,視星等為8.24,使用好的(de)雙筒望遠(yuan)鏡就能看見。它(ta)實際上(shang)是一對聯星,是一組O3.5V和O7.5V的(de)主序星對。
這個星團與星云(yun)大(da)約有460顆恒(heng)(heng)星,最亮的O型恒(heng)(heng)星,質量大(da)約是80太(tai)陽質量,亮度是太(tai)陽的100萬倍,估計它的年齡只(zhi)有100-200萬年。
描述(shu)性的(de)名稱(cheng)反映(ying)了柱狀(zhuang)從東南(nan)方升起進入中心明亮(liang)區(qu)域的(de)影像形狀(zhuang)。星(xing)之(zhi)皇后星(xing)云的(de)名稱(cheng)是由小羅伯特·伯納姆起的(de),這反映(ying)了該(gai)星(xing)云的(de)輪廓(kuo),支柱象征(zheng)星(xing)之(zhi)皇后的(de)核心。
鷹狀(zhuang)星(xing)云M16實際上(shang)是(shi)(shi)(shi)一個疏散星(xing)團(tuan)和一個彌漫氣體(ti)(ti)星(xing)云的(de)(de)復合(he)體(ti)(ti),看上(shang)去像是(shi)(shi)(shi)宇宙中的(de)(de)一朵蘑(mo)菇(gu),疏散星(xing)團(tuan)是(shi)(shi)(shi)蘑(mo)菇(gu)的(de)(de)柄,氣體(ti)(ti)星(xing)云是(shi)(shi)(shi)蘑(mo)菇(gu)的(de)(de)頭。鷹狀(zhuang)星(xing)云本身并(bing)不發光,它是(shi)(shi)(shi)被(bei)M16星(xing)團(tuan)中的(de)(de)恒星(xing)照(zhao)亮(liang)了才(cai)發光的(de)(de)。
M16星云中心部位有幾個(ge)黑色的(de)(de)“大(da)象(xiang)鼻(bi)子(zi)(zi)”早就引起了(le)天文學家的(de)(de)注意,他們猜(cai)想那(nei)里可能是恒星誕生的(de)(de)一(yi)個(ge)巨大(da)孵化(hua)場。1995年4月1日,哈勃空間(jian)望(wang)遠鏡拍攝到了(le)M16那(nei)與眾不同的(de)(de)中心部分(fen)的(de)(de)特(te)寫(xie)照片,讓我們清楚地看出(chu)了(le)那(nei)幾個(ge)暗條是由稠密的(de)(de)分(fen)子(zi)(zi)云和塵埃組成(cheng)的(de)(de)一(yi)個(ge)個(ge)高聳的(de)(de)柱狀物(wu),從(cong)它們的(de)(de)底部到頂部比1光年還(huan)長。如前(qian)面所說,這些柱狀物(wu)的(de)(de)外形確實(shi)很像大(da)象(xiang)的(de)(de)鼻(bi)子(zi)(zi),在其頂端,流動的(de)(de)氣體(ti)像傾盆大(da)雨(yu)似的(de)(de)澆(jiao)下來。
M16中心區(qu)域的(de)這(zhe)幾個柱狀物是亮的(de)電離氫(qing)區(qu)(HII)和暗黑的(de)分子云(yun)(yun)之間(jian)的(de)邊界(jie)。天文學(xue)家期望這(zhe)個邊界(jie)區(qu)域能成為研究光致蒸發過(guo)程(cheng)的(de)一(yi)個理想(xiang)的(de)實驗室。光致蒸發就是指來自年輕的(de)高溫恒(heng)星(xing)(xing)的(de)紫外(wai)輻射侵蝕近鄰星(xing)(xing)云(yun)(yun)的(de)過(guo)程(cheng),這(zhe)些高溫恒(heng)星(xing)(xing)將(jiang)會逐(zhu)步(bu)電離它(ta)們(men)周(zhou)圍的(de)一(yi)切物質(zhi),最終導(dao)致星(xing)(xing)云(yun)(yun)的(de)瓦解(jie)。
“大象鼻子(zi)”是從分子(zi)云區延伸到(dao)電(dian)離氫(qing)區(HII)的(de)(de)。它們遭受(shou)電(dian)離侵(qin)蝕的(de)(de)程(cheng)度(du)比它們周(zhou)圍(wei)的(de)(de)低密度(du)的(de)(de)物質要(yao)小很多。但是,大象鼻子(zi)最終也將會被侵(qin)蝕掉。天文學家給出的(de)(de)理(li)論模(mo)型與哈勃(bo)空間望遠鏡為我們展示的(de)(de)在(zai)大象鼻子(zi)表(biao)面發生的(de)(de)情(qing)況(kuang)符合得很好(hao)。
因為大(da)(da)象鼻子的(de)(de)(de)(de)光致蒸發(fa)一直進行著(zhu),塵埃和稠(chou)密氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)凝聚就顯(xian)現出來了(le)。這(zhe)些(xie)(xie)蒸發(fa)著(zhu)的(de)(de)(de)(de)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)球狀體(ti)(ti)(ti),比太陽系(xi)稍微大(da)(da)一些(xie)(xie)。它(ta)們(men)(men)暫時地遮(zhe)蓋了(le)后面的(de)(de)(de)(de)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti),在(zai)(zai)星(xing)云的(de)(de)(de)(de)表面形成了(le)一個(ge)個(ge)黑暗的(de)(de)(de)(de)手指形狀的(de)(de)(de)(de)區域,把它(ta)們(men)(men)稱為氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)球狀體(ti)(ti)(ti)似乎是很恰當的(de)(de)(de)(de)。天文學家(jia)相信,至少在(zai)(zai)某些(xie)(xie)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)球狀體(ti)(ti)(ti)當中包含了(le)早期的(de)(de)(de)(de)恒(heng)星(xing)。哈勃空間(jian)望遠鏡為我們(men)(men)提供了(le)一幅恒(heng)星(xing)正(zheng)在(zai)(zai)形成的(de)(de)(de)(de)活生生的(de)(de)(de)(de)畫(hua)面。
科(ke)學家們(men)對鷹狀星(xing)云中(zhong)心區域進(jin)行細致的(de)(de)(de)觀察,發現那(nei)些(xie)(xie)(xie)正在(zai)(zai)蒸發的(de)(de)(de)氣體球(qiu)(qiu)狀體并不完全都處于同(tong)一演化階段。某些(xie)(xie)(xie)氣體球(qiu)(qiu)狀體赤(chi)裸(luo)裸(luo)地暴露出(chu)來,而(er)另外一些(xie)(xie)(xie)則(ze)還拖曳著(zhu)(zhu)從后部(bu)被侵(qin)蝕著(zhu)(zhu)的(de)(de)(de)尾巴,只顯示出(chu)被侵(qin)蝕了的(de)(de)(de)手指(zhi)狀的(de)(de)(de)形跡(ji)。在(zai)(zai)大多數蒸發的(de)(de)(de)氣體球(qiu)(qiu)狀體的(de)(de)(de)表面處可(ke)以看到初生的(de)(de)(de)恒星(xing)。這些(xie)(xie)(xie)新(xin)生恒星(xing)的(de)(de)(de)質量(liang)比分子云第一代后裔的(de)(de)(de)質量(liang)要小一些(xie)(xie)(xie)。
按照恒星(xing)(xing)形(xing)成(cheng)(cheng)的(de)一般理論,在(zai)(zai)分(fen)子云中,當一團稠密(mi)的(de)氣體坍(tan)縮(suo)成(cheng)(cheng)原(yuan)恒星(xing)(xing)時(shi),周圍的(de)物質(zhi)紛(fen)(fen)紛(fen)(fen)落到它(ta)的(de)上面。原(yuan)恒星(xing)(xing)就(jiu)靠收集周圍的(de)這(zhe)些物質(zhi)成(cheng)(cheng)長,質(zhi)量不斷增(zeng)加(jia)直至該恒星(xing)(xing)有足夠的(de)星(xing)(xing)風形(xing)成(cheng)(cheng),這(zhe)時(shi)下落的(de)物質(zhi)就(jiu)被阻擋,恒星(xing)(xing)就(jiu)不能(neng)(neng)進一步(bu)增(zeng)長了。原(yuan)恒星(xing)(xing)被塵(chen)埃遮蓋著(zhu),只有在(zai)(zai)塵(chen)埃被融(rong)合以后,才有可能(neng)(neng)在(zai)(zai)可見光波段觀測到它(ta)們。
在鷹狀星(xing)(xing)(xing)云(yun)中,有(you)些隱藏在蒸發(fa)的氣體球(qiu)狀體里(li)面的星(xing)(xing)(xing)體未能(neng)被發(fa)現,因為它們尚(shang)未完成其形(xing)成過(guo)程(cheng)。如果已經(jing)形(xing)成了(le)恒星(xing)(xing)(xing),就會有(you)星(xing)(xing)(xing)風、噴流或(huo)物質的向外流動。蒸發(fa)氣體球(qiu)狀體是和(he)分(fen)(fen)子云(yun)分(fen)(fen)離的,因此不可(ke)能(neng)再從(cong)分(fen)(fen)子云(yun)中獲得質量,光致蒸發(fa)將使氣體球(qiu)狀體迅速分(fen)(fen)裂(lie)瓦解。原恒星(xing)(xing)(xing)從(cong)周圍獲得物質不斷成長,但也不會長得太大,就像(xiang)珍珠長到一(yi)(yi)定的大小后就要(yao)從(cong)貝殼(ke)中分(fen)(fen)離出來(lai)的情況一(yi)(yi)樣。
鷹狀星(xing)團(tuan)(tuan)包含(han)有一個(ge)疏散星(xing)團(tuan)(tuan),被稱為NGC 6611。離(li)地(di)球約6500光年(nian),是一個(ge)非(fei)常年(nian)輕的(de)星(xing)團(tuan)(tuan),形成(cheng)于大約550萬年(nian)前。星(xing)團(tuan)(tuan)中(zhong)包含(han)大量熾熱的(de)藍巨星(xing),其傾瀉(xie)的(de)紫外輻(fu)射激發周圍(wei)的(de)星(xing)云發光。
恒(heng)星(xing)(xing)的誕(dan)生并不(bu)表(biao)示鷹狀(zhuang)星(xing)(xing)云中(zhong)恒(heng)星(xing)(xing)形成的終結(jie)。正如前(qian)所指出的,哈勃空(kong)間望(wang)遠(yuan)鏡拍(pai)攝的鷹狀(zhuang)星(xing)(xing)云中(zhong)心(xin)區域的圖像(xiang),清楚地顯(xian)示出健壯的年輕恒(heng)星(xing)(xing)是從星(xing)(xing)云中(zhong)的蒸(zheng)發(fa)氣體球狀(zhuang)體“孵化”出來的。表(biao)面上看,在許多蒸(zheng)發(fa)氣體球狀(zhuang)體中(zhong)的原(yuan)(yuan)恒(heng)星(xing)(xing)有足夠大的質(zhi)量,其(qi)引力將(jiang)使(shi)原(yuan)(yuan)恒(heng)星(xing)(xing)收(shou)縮。收(shou)縮的結(jie)果是導致(zhi)原(yuan)(yuan)恒(heng)星(xing)(xing)密度不(bu)斷(duan)(duan)增加(jia),溫度不(bu)斷(duan)(duan)升高。一旦滿足核聚變條件后,其(qi)中(zhong)心(xin)部分就要開始核聚變反應。
然(ran)而(er)研究表明,具有比太(tai)陽質(zhi)量(liang)的8%還小的恒星(xing)是(shi)不能維持它們(men)核(he)心部分(fen)的核(he)反應的。這種(zhong)恒星(xing)沒有熱(re)核(he)反應提供(gong)能源,因(yin)此光(guang)度非常(chang)低,被稱為“褐矮(ai)星(xing)”,很難被發現。天文(wen)學家仍然(ran)捉摸(mo)不透這類褐矮(ai)星(xing)在質(zhi)量(liang)超越0.08太(tai)陽質(zhi)量(liang)之前即停止增長的秘密。
M16這(zhe)個巨(ju)大的(de)(de)恒星(xing)(xing)(xing)孵化(hua)場中(zhong)會不會孵化(hua)出褐(he)矮星(xing)(xing)(xing)?這(zhe)個令人(ren)興奮的(de)(de)可能性(xing)點燃了人(ren)們對于褐(he)矮星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)新興趣。進一步觀察鷹狀(zhuang)星(xing)(xing)(xing)云(yun)和其它分子云(yun)的(de)(de)光子蒸發(fa)區域有可能揭開褐(he)矮星(xing)(xing)(xing)這(zhe)一長期困擾天(tian)文學家的(de)(de)難題。
每年夏(xia)季都是觀察巨(ju)蛇座的有利時機(ji)。
如何才(cai)能從(cong)豐富(fu)多彩的(de)(de)夏夜星(xing)空中(zhong)找(zhao)(zhao)到(dao)展(zhan)翅(chi)翱翔(xiang)的(de)(de)雄鷹呢(ni)?朝銀(yin)河(he)方向看去,那兒有天(tian)空中(zhong)最(zui)引人(ren)注目的(de)(de)幾(ji)個(ge)星(xing)座(zuo)(zuo):天(tian)鷹座(zuo)(zuo)、天(tian)琴座(zuo)(zuo)、天(tian)蝎(xie)(xie)座(zuo)(zuo)等。銀(yin)河(he)的(de)(de)東岸有包(bao)括牛郎星(xing)的(de)(de)天(tian)鷹座(zuo)(zuo),西(xi)岸是含有織女星(xing)的(de)(de)天(tian)琴座(zuo)(zuo)。順著銀(yin)河(he)再往西(xi)南方向看,可以找(zhao)(zhao)到(dao)樣子(zi)像蝎(xie)(xie)子(zi)一樣的(de)(de)天(tian)蝎(xie)(xie)座(zuo)(zuo)。天(tian)琴座(zuo)(zuo)的(de)(de)南邊是武(wu)仙座(zuo)(zuo),而巨蛇座(zuo)(zuo)就(jiu)位于武(wu)仙座(zuo)(zuo)和天(tian)蝎(xie)(xie)座(zuo)(zuo)之(zhi)間那片沒有典型亮(liang)星(xing)的(de)(de)區域(yu)內。
巨(ju)(ju)蛇(she)座(zuo)又分為巨(ju)(ju)蛇(she)頭(tou)和巨(ju)(ju)蛇(she)尾(wei)(wei)兩(liang)部(bu)(bu)分,巨(ju)(ju)蛇(she)尾(wei)(wei)靠近銀河,巨(ju)(ju)蛇(she)頭(tou)遠(yuan)(yuan)離銀河,中(zhong)間(jian)隔著蛇(she)夫座(zuo)。雄鷹就翱翔在巨(ju)(ju)蛇(she)尾(wei)(wei)的東南(nan)部(bu)(bu)邊緣(yuan)。鷹狀星(xing)云(yun)視面積與滿月差不多大小,使用小型天文(wen)望遠(yuan)(yuan)鏡就能(neng)欣賞到它那(nei)極具魅(mei)力的美妙景象。
對小(xiao)型和中型望遠鏡而言,M16的星云和星團都是迷人的觀測目標,尤其在沒有光污染的靜(jing)夜(ye)中。
M16位于巨蛇座(zuo)尾部(bu),該天區(qu)夾在天鷹(ying)、人馬、蛇夫座(zuo)之間,是(shi)銀河(he)系核(he)心區(qu)域之一。低倍率的(de)(de)小(xiao)型望遠(yuan)鏡(jing)通常用于觀測(ce)較大(da)、暗淡(dan)而(er)緊密(mi)的(de)(de)星云;而(er)30厘米口徑以(yi)上的(de)(de)中(zhong)型望遠(yuan)鏡(jing),在良好的(de)(de)觀測(ce)條件下(xia),也許能看(kan)到暗的(de)(de)塵埃柱(zhu)(即創生之柱(zhu))。
除了光學波段的(de)(de)觀(guan)測(ce)之(zhi)外(wai),哈勃空(kong)間(jian)望(wang)遠鏡(jing)的(de)(de)近紅外(wai)照相機、歐洲南方(fang)天文臺的(de)(de)甚大望(wang)遠鏡(jing)(VLT)以及歐洲空(kong)間(jian)局的(de)(de)紅外(wai)空(kong)間(jian)望(wang)遠鏡(jing)(ISO)等,都對(dui)鷹狀星云進行了觀(guan)測(ce)和拍攝。
在(zai)鷹狀(zhuang)星云(yun)近紅外波段(duan)的(de)(de)(de)照片上,由氣體(ti)和塵埃組(zu)成(cheng)的(de)(de)(de)三個(ge)大(da)象鼻(bi)子(zi)與可見光波段(duan)的(de)(de)(de)照片相比變得透(tou)明了。透(tou)過塵埃柱(zhu),可以看見里面正(zheng)在(zai)形成(cheng)的(de)(de)(de)恒星非常(chang)少,比天文學家以前預(yu)料的(de)(de)(de)要(yao)少得多。兩個(ge)柱(zhu)子(zi)的(de)(de)(de)頂端有(you)(you)一些大(da)質量(liang)的(de)(de)(de)年(nian)輕的(de)(de)(de)恒星,或者也(ye)許(xu)是(shi)由較(jiao)小的(de)(de)(de)恒星組(zu)成(cheng)的(de)(de)(de)星團(tuan)。散布在(zai)柱(zhu)子(zi)表面還(huan)有(you)(you)一些小質量(liang)的(de)(de)(de)恒星,它(ta)們似乎是(shi)與柱(zhu)子(zi)里面的(de)(de)(de)蒸發氣體(ti)球狀(zhuang)體(ti)有(you)(you)關系。
中紅外波(bo)段(duan)的照片(pian)上顯示出來的鷹狀星(xing)云又是另外一種景象。原來在(zai)可見光波(bo)段(duan)和近紅外波(bo)段(duan)有(you)很(hen)強輻射(she)的恒(heng)星(xing),在(zai)這(zhe)里我們卻基本上都看不到了(le)。照片(pian)中藍色的區(qu)域是溫度大(da)約在(zai)170K的冷(leng)塵埃在(zai)7.7微米的輻射(she),而紅色區(qu)域則是這(zhe)些(xie)冷(leng)塵埃在(zai)14微米的輻射(she)。
對鷹狀(zhuang)星云的(de)(de)紅外觀測又給天文學(xue)家(jia)提出了(le)新的(de)(de)課題,比(bi)如(ru)大象鼻子里(li)面的(de)(de)恒星為什么會比(bi)天文學(xue)家(jia)原先預料的(de)(de)要少許(xu)多?雖然人們對鷹狀(zhuang)星云M16已經有了(le)比(bi)較深入的(de)(de)了(le)解(jie),但是還有許(xu)多奧秘遠未揭(jie)開,天文學(xue)家(jia)將(jiang)繼(ji)續對它(ta)做(zuo)進一步的(de)(de)探測和研究。