猎户座大星云的接班人

不释手的明亮星云。 “也许在一个寒冷的冬夜，猎户星云看起来非常平静，但事实上，它所包含的超大质量的明亮恒星正在摧毁这片它们从中诞生的尘埃气体云，”梅吉斯说。“最终，这团物质云将会消散，猎户座大星云也将退出我们的夜空。” 猎户座四边形星团特别引起梅吉斯兴趣的，是猎户座星云中心的四颗明亮大质量恒星所组成的系统，即著名的四边形星团。这些恒星将整个星云沐浴在它们强烈的紫外辐射之中，点亮了邻近的气体。甚至一架适度的望远镜也能揭露出，四边形星团被跨越在巨大空间之中的、发出奇异光芒的、翻滚着的物质波涛所包围。不过，四边形星团还只是冰山的一角，它还被超过一千颗类似于太阳的低质量暗淡恒星所包围。 “我们想要回答的问题是：为什么这些大质量恒星会出现在星团的中心？”梅吉斯说。存在着两种相互竞争的理论来解释四边星星团的位置。一种理论认为，四边形星团的恒星是各自独立形成的，只是后来沉降到了星团的中心，同时将一些低质量恒星抛射了出去。另一种主流理论是，四边形星团是在星团的中心一起形成的，它们从未离开过它们的出生地点。 “很明显，我们无法回到过去，去研究仍在形成的四边形星团，因此我们试图在天空中寻找更年轻的例证，”梅吉斯解释说。这样的原始四边形星团应该还被埋藏在它们的恒星蚕茧之中，无法用可见光望远镜观测，但是可以被射电和红外望远镜检测到。利用那些波长更长的光线所做的搜索已经辨认出许多区域，大质量恒星正在那里形成，但是科学家们无法确定这些原恒星究竟是孤立的，还是由四颗或者更多颗恒星组成的、可以被看成四边形星团的聚集体。仙后座四边形星团梅吉斯和他的同事利用NASA哈勃（Hubble）太空望远镜上的NICMOS设备和美国国家科学基金会的甚大阵（VLA）检查了W3中的这样一个原恒星团块。他们发现这个曾被认为是一对双星的系统，实际上包含了4到5颗年轻的大质量原恒星，使得它很可能构成了一个原始的四边形星团。这些原恒星是如此年轻，以至于它们似乎仍在成长，从周围的气体云中吸积着气体。所有这些恒星都聚积在一个仅仅宽约5000亿英里（8000亿公里）的小区域之内，使得这个星团的恒星密度比太阳的周围区域密集了100,000倍以上。这些事实暗示，猎户座四边形星团中的大质量恒星也是在星团中心一起形成的。已经雕蚀出猎户座大星云的同样的物理过程，现在正在W3星云中成型。这些密集成团的大质量恒星正在开始用紫外辐射和快速恒星外流侵蚀着周围的气体。最终，它们将摧毁它们致密的“蚕茧”，显现在W3的中心，形成新的四边形星团。不过，星云的最终形态和它将达到最大亮度的时刻还不太清楚。 “谁知道呢，在100,000年以内，仙后座大星云的出现也许会取代渐渐变暗的猎户座星云，成为业余天文学家们最喜爱的天体，”梅吉斯说。“在此期间，我想它将成为那些试图解开大质量恒星形成之谜的专业天文学家们最喜爱的一个目标。” 从事这项研究的梅吉斯的同事是托马斯·威尔逊（Thomas Wilson，欧洲南方天文台）和迈克尔·科尔宾（Michael Corbin，亚利桑那州立大学）。总部设在麻省剑桥市的哈佛-史密森天体物理中心（CfA）是由史密森天体物理观测台和哈佛大学天文台合作成立的。CfA的科学家们被分成6个研究小组，研究内容包括宇宙的起源、演化、以及最终命运。
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