红外观测下的恒星摇篮

红外线可以穿过遮蔽可见光的浓密尘埃和气体，让我们看到星云内部刚刚诞生的恒星。不过，由于大气对红外线吸收强烈，因此需要将望远镜安置在太空方可进行精细观测。不同的红外线太空望远镜有着各种各样的特征。本文将介绍斯皮策空间望远镜、钱德拉X射线天文台、哈勃空间望远镜等拍摄的图像。

图：NASA，ESA

猎户座中的新生恒星

图为猎户座大星云（M42）的红外图像。猎户座大星云距离地球大约1344光年，半径约12光年，位置在猎户座腰带三星（参宿一、参宿二、参宿三）的下方，是能够用肉眼看到的星云。图像中心的明亮区域内，聚集着星云中已经诞生数十万年的恒星。由于图像过于明亮，单个恒星无法分辨。

另外，在这个明亮区域的左侧，紫红色的小亮斑隐约可见。这些是尚不能称为恒星的新生“原恒星”。原恒星隐藏在浓密尘埃的内部，很难被可见光探测到。

图中，尘埃被恒星加热，在24微米波段产生的红外辐射用红色表示，致密尘埃所产生的8微米红外辐射用绿色表示。摄自斯皮策空间望远镜。

埋藏在尘埃中的原始星团

图为巨蛇座中恒星正在形成的区域。图像中间蓝白色亮星的周围，可以发现许多黄色的亮斑，其中大部分都是刚刚诞生不久的原恒星。在这个为致密尘埃包裹的区域内部，恒星正大量产生。但由于尘埃遮挡，用可见光并不能观测到原始星团。

本图由斯皮策太空望远镜的观测结果（红色、黄色），和美国众多研究机构联合开展的2微米全天巡视（Two Micron All Sky Survey，2MASS）项目所得到的波长较短的近红外观测结果（蓝色）合成而得。

高速运动恒星形成的激波

红外观测能够捕捉到宇宙空间中高速运动的恒星。图像中央红色光带左上方的“仙后座κ星”是正以1000千米/秒的速度飞驰的恒星。它距离地球有4000光年。

仙后座κ星右下方的红色弓形光带被称为“弓形激波”，位于仙后座κ星前进方向4光年处。 弓形激波，是由高速运动的仙后座κ星的星风（恒星表面气体的外流）与宇宙空间中弥漫的尘埃发生碰撞，尘埃被加热从而产生的红外辐射。本图摄自斯皮策空间望远镜。

虽然在黑暗的夜空下，也可以在地面上通过肉眼观测到仙后座κ星本身，但弓形激波却只能通过红外观测才能发现。

黑洞生成的热风

许多星系中心都存在超大质量的黑洞。这些黑洞会发出强大的喷流（气体流）。

本图为位于猎犬座方向，距离我们2300万光年的涡状星系NGC4258。由可见光（黄色，哈勃空间望远镜）、X射线［蓝色，钱德拉X射线天文台（Chandra X-ray Observatory）］、红外线（红色，斯皮策空间望远镜）、射电［紫色，卡尔·央斯基甚大天线阵（Karl Jansky Very Large Array）］诸波段的观测结果合成而得。

图中的星系似乎正从中央附近喷出蓝色的雾气。这是由于星系中心黑洞产生的喷流与周围的弥散气体碰撞，气体被加热到数百万摄氏度的高温，并产生X射线辐射所致。高温气体的分布范围如此广阔，正说明了黑洞喷流的威力多么巨大。

这些蓝色雾气中的一部分和紫色区域有所重叠。这是因为喷流自身的射电辐射也被观测到的缘故。

另外，被斯皮策空间望远镜捕捉到的红外辐射，则产生于那些内部似乎正在形成恒星的温热尘埃中。

碰撞星系中恒星的诞生与死亡

图中，位于大犬座方向，距离我们1.3亿光年的IC2163（左）与NGC2207（右）两星系正相互吸引，呈现出“碰撞”的景象。由可见光（蓝色、红色、绿色，哈勃空间望远镜）、X射线（粉色，钱德拉X射线天文台）、红外（红色，斯皮策空间望远镜）诸波段的观测结果合成而得。

两星系一旦发生碰撞，就会使其中的气体和尘埃运动更加活跃，并导致气体和尘埃的分布变得不均匀。其中分布变得更密集的地方会大量产生新的恒星。斯皮策空间望远镜所探测到的红外辐射，正是从这些致密的尘埃或气体区域中发射出来的，这里也正是进行着活跃的恒星形成的区域。

另一方面，X射线为大质量恒星在即将死亡时，经过超新星爆发所产生的。图像中的一个个紫色球形团块，就代表了这些恒星的死亡。这两个星系的内部正在反复上演着恒星的生和死。

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通过红外线观察，可以将可见光所看不到的恒星诞生的模样展现在我们眼前。斯皮策空间望远镜等太空红外望远镜已经带给我们诸多新的发现。在未来，詹姆斯·韦布空间望远镜（James Webb Space Telescope，预计2018年发射）与宇宙学和天体物理空间红外望远镜（Space Infra-Red Telescope for Cosmology and Astrophysics，SPICA，预计2025年发射）将陆续升空，它们都具备非常高的灵敏度和分辨率，想必将来我们能获得更多关于遥远宇宙和星体诞生的新发现。