猎户座大星云超乎想象

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作者：Ethan Siegel

翻译：毛明远

审阅：牧夫校对组

后台：库特莉亚芙卡 李子琦 徐⑨坤

源自Forbes宇宙大爆炸专栏

封面图片：欧南台位于智利的甚大望远镜在茫茫沙漠中凝视着天空，红外相机“HAWK-I”多重曝光下的猎户座大星云如此绚烂斑驳。这是一个充满活力的区域，星云中大量恒星孕育而生，炽热的气体和尘埃喷薄而出。

Credit: ESO/H. DRASS ET AL

新年伊始，猎户座大星云闪耀在夜空中！

1月，北半球的人们每天晚上10点都可以看到闪耀在夜空中的猎户座大星云。沿着“猎户”腰带，一头是“毕星团”和“昴星团”，一头是明亮的天狼星。猎户座大星云（M42）就在腰带下方。

Credit: STELLARIUM

猎户座大星云是距离地球最近的、重要的恒星生成区域，它距我们仅仅1000光年。

猎户座大星云是典型的发射星云，科学家识别出其中特征性的红光波长为656.3纳米。新生恒星加热周围的气体，并使其离子化，当电子回到基态时，发射出电磁波，包括了上述的特征性红光。

Credit: NASA, ESA, M. ROBBERTO (SPACE TELESCOPE SCIENCE INSTITUTE/ESA) AND THE HUBBLE SPACE TELESCOPE ORION TREASURY PROJECT TEAM

猎户座为中心，冬季北半球夜空中的很多著名天体就“藏”在这一区域。

中间是猎户座的腰带，左上方是明亮的橘红色参宿四；右下方是明亮的蓝色参宿七。而猎户座大星云就在腰带下方两个不易察觉的恒星之间，人们把它视为猎户的“腰刀”。我们甚至可以通过业余的天文望远镜和数码相机观测和拍摄它。

Credit: SKATEBIKER AT ENGLISH WIKIPEDIA

在晴朗的晚上，找个较少光污染的地方，我们可以裸眼看到猎户座大星云。

高倍增强成像下，猎户座大星云绚丽多彩，我们可以看到显著的红色发射特征，它的中间是蓝色的反射星云，并且很多明亮的恒星点缀其上。左侧是一条较密的尘埃带，其上是一个偏蓝的反射星云（跑步者星云NGC1977）。

Credit: BRYAN GOFF / WIKIMEDIA COMMONS

在天文望远镜下，猎户座大星云结构复杂。

左侧是可见光波段影像，右侧是红外波段影像。它很好地展示出恒星生发中心，大量恒星及其系统在此区域形成和演化，包括类似我们太阳这样的单一恒星，还有双星、三星甚至更多颗恒星的系统。可见光影像可以看到尘埃充斥着整个区域，而红外影像可以更好地分辨出其中的恒星。

Credit: NASA; K.L. LUHMAN (HARVARD-SMITHSONIAN CENTER FOR ASTROPHYSICS, CAMBRIDGE, MASS.); AND G. SCHNEIDER, E. YOUNG, G. RIEKE, A. COTERA, H. CHEN, M. RIEKE, R. THOMPSON (STEWARD OBSERVATORY, UNIVERSITY OF ARIZONA, TUCSON, ARIZ.); NASA, C.R. O’DELL AND S.K. WONG (RICE UNIVERSITY)

星云中央是明亮的四边形星团。

在猎户座大星云中可以看到很多明亮的蓝色恒星，还有更多亮度较弱的白色、橘红色和红色恒星。但在1200万年前，这里只有尘埃、气体和背景恒星。之后才逐渐形成现在如此之多的恒星。

Credit: STEPHAN HAMEL

这里最早的恒星可以追溯到1200万年前。

上图展示了猎户座分子云，它是VANDAM（阿塔卡玛毫米波/亚毫米波阵和甚大天线阵新生盘多样性）研究的目标。黄色小点是蓝色背景下的目标原星，9颗示例中蓝色影像来自阿塔卡玛毫米波/亚毫米波阵列，橘黄色来自甚大天线阵。

Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), J. TOBIN; NRAO/AUI/NSF, S. DAGNELLO; HERSCHEL/ESA

猎户座大星云有很多原星盘，它们将演化成恒星系统。可见光影像展示出恒星、发射光和反射星云。红外影像展示出尘埃和恒星生成区。

猎户座大星云延伸的尘埃盘不远处是M43，和猎户座大星云同属于一个复杂的大分子云，它主要由一颗亮度是太阳亮成百上千倍的恒星照亮着。

Credit: YURI BELETSKY (CARNEGIE LAS CAMPANAS OBS.), IGOR CHILINGARIAN (HARVARD-SMITHSONIAN CFA)

猎户座大星云旁尘埃带外是M43星云。

如图所示，猎户座背景中是一个超过100平方度的大型复杂分子云，猎户座大星云仅仅是腰带下方的一小部分。这个分子云距我们大约1000光年，大小跨越约400光年。

Credit: ROGELIO BERNAL ANDREO

猎户座大星云（M42）和M43同属于猎户座分子云复合体。

这个猎户座分云子云复合体可以分为图示的几个区域，影像源自中和远红外数据，即一氧化碳分子为主的信号。很好的展示出气体、尘埃、和恒星生成区域。

Credit: IRIS + DAME ET AL. 2001/ MELI THEV OF WIKIMEDIA COMMONS

这个延展400光年的区域中有很多著名的天体。

可见光波段下，马头星云就是一个富含氢的偏红色背景下反衬出形似马头的黑暗气体尘埃区域。它在红外波段下同样可见，还可以看到来自马头内部的信号。

Credit: T.A.RECTOR (NOAO/AURA/NSF) AND HUBBLE HERITAGE TEAM (STSCI/AURA/NASA)

红色发射星云背景下的马头星云。

火焰星云由猎户座腰带左侧的恒星照亮，它是一个反射星云。它同样属于猎户座分子云复合体的一部分。目前这里并没有新的恒星生成，但几百万年后可能会有新恒星诞生。

Credit: ESO/J. EMERSON/VISTA. ACKNOWLEDGMENT: CAMBRIDGE ASTRONOMICAL SURVEY UNIT

不远处是由恒星照亮的火焰星云。

异常炽热的、充满新生恒星的区域有时会形成喷流，比如猎户座大星云中的赫比格·哈罗天体。年轻的大质量恒星会产生辐射和恒星风，将周围物质向外喷射，这些物质中甚至会有构成生命的元素和分子。

Credit: ESA / HUBBLE & NASA, D. PADGETT (GSFC), T. MEGEATH (UNIVERSITY OF TOLEDO), AND B. REIPURTH (UNIVERSITY OF HAWAII)

在这个活跃的区域，年轻恒星喷流形成的赫比格·哈罗天体很常见。

尽管M78距离猎户座大星云较远，但这个反射星云依然属于庞大的猎户座分子云复合体。它由大量尘埃和蓝色恒星构成，未来可能会孕育新星，成为发射星云。

Credit: ESO/IGOR CHEKALIN

像M78这样的反射星云同样很常见。

上图展示了猎户座分子云复合体的一部分，包括右上方猎户座大星云、左侧腰带三颗星、左侧中下方的火焰星云和马头星云以及发射红色的氢气云。

Credit: ROBERT GENDLER/NIGHTHAWK OBSERVATORY (WWW.ROBGENDLERASTROPICS.COM)

跨越100平方度的猎户座分子云复合体是地球上可见的最大天体结构之一。这个跨越400光年的区域充满了神奇的天文现象，远远超乎我们的想象。

如图所示，我们可以看到大量红色的电离氢发射光，但这也仅仅是猎户座分子云复合体的一部分。延展20度，它无疑是地球夜空中除“银河”外最大的天体结构。

Credit: ROGELIO BERNAL ANDREO, CC BY-NC-ND 3.0; ANNOTATIONS BY E. SIEGEL

责任编辑：毛明远

牧夫新媒体编辑部

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源自澳大利亚格里菲斯大学研究团队