NGC 604(星系)
· 描述:银河系外最大的恒星形成区之一
· 身份:位于三角座星系内的一个巨大电离氢区,距离地球约270万光年
· 关键事实:其直径约1,500光年,是猎户座大星云的数百倍,内部有超过200颗炽热的年轻大质量恒星。
第一篇:三角座里的“恒星育婴房”——NGC 604的宇宙诞生礼
智利阿塔卡马沙漠的夜,空气干燥得像被筛子滤过,连星光都少了些水汽的朦胧。天文学家林夏裹紧驼色披肩,站在ALMA望远镜阵列的观测室里,屏幕上的NGC 604正泛着妖冶的粉紫色光晕——那是电离氢气体被年轻恒星的紫外线“点燃”的颜色,像宇宙打翻的调色盘。她指尖划过图像边缘,那里有一串密密麻麻的蓝白色光点,像撒在绸缎上的碎钻:“看,这就是200多个‘新生儿’,每个都比太阳重20倍以上,正用光芒给这片星云‘织毛衣’呢。”
研究生阿哲凑过来,鼻尖差点碰到屏幕:“老师,它怎么这么亮?猎户座大星云我也看过,跟这个比像个小蜡烛。”林夏笑了,调出两张对比图:左边是猎户座大星云(直径约16光年)的紧凑光斑,右边是NGC 604(直径1500光年)的辽阔光海,后者像把前者放大了近百倍铺在天上。“NGC 604是‘星系外最大的恒星育婴房’,”她指着那片粉紫色区域,“如果把猎户座大星云比作婴儿床,它就是一个能装下整座城市的‘育儿所’,里面正办着一场持续300万年的‘恒星出生派对’。”
一、从“模糊光斑”到“宇宙产房”:NGC 604的发现之旅
NGC 604的故事,要从它所在的“母体”——三角座星系(M33)说起。这个星系距离地球270万光年,是银河系的“近邻”(比仙女座星系近一半距离),因其在夜空中呈模糊的三角形光斑而得名。18世纪末,法国天文学家梅西耶在编制星云星团表时,把它记为M33,却没注意到星系内部那个更亮的光斑——直到19世纪,英国天文学家威廉·赫歇尔用更大口径的望远镜扫视星空,才在M33的旋臂上发现一个“异常明亮的气态区域”,并将其收入《星云星团新总表》,编号NGC 604。
“那时候的望远镜,连M33的旋臂都看不清,更别说里面的细节了。”林夏常对阿哲说,“赫歇尔看到的NGC 604,就像隔着毛玻璃看灯泡,只知道亮,不知道里面在发生什么。”真正揭开它面纱的,是20世纪哈勃太空望远镜的升空。1995年,哈勃的WFPC2相机对准M33,拍下第一张NGC 604的高清图像:粉紫色的电离氢气体云中,镶嵌着数十个蓝白色亮点,像被云雾包裹的珍珠。“那一刻我们才知道,”林夏翻出当年的观测日志,“这不是普通的星云,是个‘恒星工厂’——那些亮点是刚诞生的年轻恒星,正用强烈的恒星风‘吹’着周围的气体,像刚出生的婴儿挥舞小手。”
2010年代,斯皮策太空望远镜的红外观测进一步发现,NGC 604的核心区域有超过200颗大质量恒星(质量是太阳的20-150倍),它们聚集在一个直径仅50光年的“星团”里,密度之高堪比“恒星蜂巢”。“想象一下,”阿哲在一次科普课上比喻,“把200个太阳塞进一个比太阳系大不了多少的空间,它们释放的能量能把周围的氢气烤成等离子体,发出粉紫色的光——这就是NGC 604发光的秘密。”
二、“1500光年”是什么概念?宇宙的“星际幼儿园”有多大
要理解NGC 604的“巨大”,得先玩一场“宇宙比例尺游戏”。林夏在观测室的白板上画了个简单的示意图:画一个直径1厘米的圆代表猎户座大星云(16光年),那么NGC 604的直径就是9.4厘米——差不多一个成年人的手掌长度。“如果猎户座大星云是个火柴盒,”她对参观的中学生说,“NGC 604就是一间能放下10张乒乓球桌的大教室,里面住着200多个‘超级宝宝’(大质量恒星)。”
再把尺度缩小到地球:假设地球是一粒芝麻(直径1毫米),那么猎户座大星云的直径就是160米(一个标准操场的长度),NGC 604的直径则是1500米(1.5公里,相当于从北京故宫午门到景山公园的距离)。而它内部的200多颗恒星,若每颗恒星是一盏100瓦的灯泡,这些灯泡的总亮度相当于200万个太阳——能照亮整个地球的夜空,让月亮都黯然失色。
“它的‘大’不仅是尺寸,更是‘能量规模’。”林夏指着ALMA图像中那些细长的“气体喷流”说。这些是年轻恒星向外喷射的高速粒子流(速度可达每秒数百公里),像宇宙中的“烟花棒”,在星云中犁出长长的沟壑。“每一根喷流都在‘雕刻’星云的形状,”她解释,“就像孩子用手在沙堆里画画,只不过这个‘孩子’是200多个恒星,用的是等离子体和磁场。”
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