探秘恒星诞生地：星团一生的秘密

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　　或者，至少现在已不存在这样的联系了。每一颗恒星其实都诞生于一个恒星集群之中，周围簇拥着日后会渐行渐远的、年龄相仿的兄弟姐妹。天文学家之所以知道这一点，是因为这样的“恒星育婴室”至今仍有一些存在，它们被称为星团。猎户星云的星团也许是其中最着名的：在哈勃望远镜下，猎户星云星团的恒星在朦胧的尘埃和气体云中闪闪发光。在户外你能看到昴星团：它是金牛座中一片模糊的光斑。星团间差异巨大，有的只是几十个成员的脆弱联盟，而有的则是数百万颗恒星的集合。一些星团非常年轻——年龄只有几百万年，其些则诞生于宇宙创生初期。在它们之中，我们能找到处于恒星生命周期任意阶段的恒星。
　　恒星诞生地

　　依据年龄，以及恒星的数目和密度，星团通常可分为5种类型。最年轻的恒星集群被称为内埋星团(embedded cluster)，位于浓密的星云中，因而在这种星团中，恒星发出的可见光完全被遮挡，我们只能看到被恒星加热的尘埃发出的红外辐射，无法辨别这些原始星团的精细结构——这是一个永恒的谜题。

　　相比之下，球状星团(globular cluster)则是最古老、成员最多的恒星集群。球状星团的年龄可以追溯到宇宙初期，它们可以将多达100万颗的恒星极为紧密地包裹在一起。这些成熟星团的母星云已经消失，其中的恒星清晰可见。但是，即便是最近的球状星团也与银河系的银盘有着相当远的距离，因此天文学家也难以详尽地研究它们。于是，为了有可操作·X·，我把研究目标限定在了3类星团上，这3类星团位于银河系银盘的平面上，因此最好观测。

　　恒星分布最稀疏的那种星团叫做T星协(T association)，因为它主要由最常见的年轻恒星——金牛T星组成。(太阳在“年幼”时也属于金牛T星。)每一个T星协都包含有多达几百颗这样的恒星，但并未被母星云完全遮蔽。T星协的持续时间不会很长：其中已观测到的最老T星协的年龄约为500万年——从宇宙的角度来看，只是一眨眼的功夫。

　　科学家已经知道，T星协中母星云的质量要远大于其中恒星质量的总和。我想，这一特征可以解释，这些星团为什么寿命较短。质量决定引力的强度：质量越大，引力就越强。因此，如果一个星团中，母星云的质量远大于其成员恒星的总质量，那么这个母星云的引力——而非恒星施加在彼此身上的引力——必定会把该星团维系在聚集状态。如果这个母星云消散了，恒星就会四散开去。天文学家认为，是恒星风(stellar wind，由恒星表面向外喷射出的有力气流)最终吹散了T星协的母星云，释放出了先前被束缚在一起的这些恒星。

　　银河系中，另一类容易观测的恒星集群被称为OB星协，这个名字来自其中的两种特别的恒星，即宇宙中最明亮且质量最大的O型和B型恒星。通常来说，OB星协所含恒星的数目大约是T星协的10倍，其中还有少量O型和B型恒星。猎户星云星团就是一个为人所熟知的例子：它位于约1 500光年之外，由4颗大质量恒星和约2 000颗低质量恒星组成，也包括了许多金牛T星。 在银河系中，猎户星云星团是距离我们较近的区域里恒星密度最高的(猎户星云距离地球约1500光年)。

一切年轻的OB星协都有着类似的高密度，它们都由质量特别大的母星云形成。但是，尽管这些系统有着极强的引力，但较年老的OB星协中，恒星却不是逐渐分散的，而是高速地冲向宇宙空间。天文学家之所以知道这一点，是因为从同一个成熟OB星协的、间隔仅几十年的两张图像就能看出，恒星间的距离变远了。

　　这种快速扩散的原因之一是，这些恒星一开始就运动得很快。OB星协母星云的极端引力驱使着其中的恒星高速运动。年轻的OB星协里充满了高速运动的恒星，它们已经为母星云消散后逃出星团做好了准备。另外，在O型和B型恒星的短暂寿命中，它们会发出强烈的紫外辐射，把OB星协的母星云笼罩其中。和太阳一样，这些恒星也是由核聚变驱动，但它们燃烧得更迅猛得。例如，一颗典型O型恒星的质量是太阳的30倍，而它耗尽燃料只需要几百万年的时间。

　　在这一自我牺牲的过程中，这些恒星会发出强劲的紫外辐射，后者会电离周围的气体——效果上等同于点着了母星云。猎户星云星团中，尘埃和气体正是在这一电离作用下发光。随着母星云烧尽，引力就会减小。当大质量恒星最终S去，且母星云也消散时，该系统的引力就无法再束缚质量较小的高速恒星，它们会飞一般地扬长而去。

　　因此，T星协和OB星协最终都会解体，无论是通过慢慢的磨耗还是剧烈的骚动，结果都会这样。但是，银河系中，更为少见的第三类恒星集群却极其稳定。它们被称为疏散星团(相对于球状星团)，拥有约1 000颗普通恒星，可以持续存在数亿年甚至数十亿年。而它们的星云和引力则早已消失。

　　昴星团就是一个疏散星团。它的年龄为1.25亿年，其母星云在1.2亿多年前可能就已消散。在天空中，距离昴星团不远处是同样着名的毕星团，其年龄为6.3亿年。在银河系的外围还有几十个年龄甚至更大的疏散星团。由1 000颗恒星组成的疏散星团M67则形成于40亿年前。
　　就算是疏散星团也不是不朽的，因为鲜有比M67年龄更大的疏散星团。天文学家相信，最终，当它们与其他星云近距离交会时，星云的引力会撕开并瓦解这些系统。不过，疏散星团仍有一个令人头痛的问题。在过去几十年里，科学家基本上弄清楚了，母星云消散是如何导致T和OB星协解体的，但是他们却无法回答，为什么疏散星团中的恒星能在母星云消散的情况下，仍维系在一起好几百万年。

　　最终，似乎存在这样一种可能·X·：在质量适中的星云里，这两种效应会彼此平衡，这些星云收缩的速率和质量流失率相同。结果，这个星云会不断制造出紧密聚集的年轻恒星，但不会制造出大质量恒星。即便星风吹散了星云，相互靠近的恒星间的引力，也足以在很长的时间里束缚住彼此，正如疏散星团一样。

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