第130章 螣蛇十二(2 / 2)

斯皮策望远镜(2003):直接成像尘埃盘,测出成分和温度分布;

韦伯望远镜(2021):计划观测盘内行星胚胎的形成过程。

六、尾声:当“中年恒星”在夜空中“微笑”

凌晨两点,观测室的时钟指向换班时间。小林揉着眼睛收拾设备,我最后看了一眼屏幕上的螣蛇十二图像——那团淡黄色光晕在模拟星光下泛着暖意,尘埃盘像一圈朦胧的纱巾,轻轻环绕着它。

88光年的距离,意味着我们现在看到的,是它88年前的模样——那时,第一次世界大战刚结束,中国新文化运动兴起,而螣蛇十二已在宇宙中“活”了50亿年,用膨胀的身躯和尘埃盘,书写着恒星中年的故事。

或许,此刻正有某个外星文明,用望远镜对准我们银河系的方向,看到太阳在主序星阶段稳定燃烧的模样——那将是另一个关于“恒星青年”的故事,在宇宙的另一端静静上演。

而我们,作为这个故事的“记录者”,能做的就是用望远镜、用数据、用文字,把螣蛇十二的美与秘密保存下来,告诉后来者:宇宙从不缺少“中年”的奇迹,哪怕是一颗“发福的恒星”,也藏着恒星演化的密码、行星诞生的希望,以及生命循环的伏笔。

第一篇幅说明

资料来源:本文核心数据来自《开元占经》星官记载、帕洛玛天文台施密特望远镜光谱(1950,Greenste)。

红外天文卫星(IRAS)尘埃盘发现(1977)、斯皮策望远镜MIPS相机成像(2009,艾米丽团队)、哈勃太空望远镜紫外观测(2005,Stauffer et al.)。

故事细节参考王教授《中国古代星官与现代天文》(2018)、小林实习日志(2023)、艾米丽博士论文《G型巨星尘埃盘研究》(2011)。

语术解释:

G型巨星:光谱类型为G(表面温度5000-6000℃)、处于巨星阶段的恒星,由主序星膨胀而成,亮度是太阳的数十倍至数百倍。

主序星:恒星一生中最稳定的阶段,核心氢聚变释放能量,如太阳目前的状态。

尘埃碎片盘:围绕恒星的尘埃颗粒盘,由恒星形成残留或行星碰撞碎片组成,是行星诞生的“工地”。

恒星风:恒星向外抛射的高能粒子流,巨星阶段更强,会导致恒星质量损失。

红外 excess:恒星光谱中超出可见光部分的红外辐射,暗示周围存在尘埃盘吸收恒星光后再辐射。

螣蛇十二:中年恒星的“行星幼儿园”(第二篇幅·终章)

韦伯望远镜传回的最新图像在屏幕上展开时,我正对着螣蛇十二的尘埃盘照片出神——那圈朦胧的红外光晕里,突然多了几个针尖大小的亮点。主持观测的艾米丽在视频会议里惊呼:“看!内侧盘出现了‘空隙’!直径约15天文单位,正好能放下天王星轨道——这绝对是行星胚胎‘清空’轨道的证据!”

屏幕上的亮点像宇宙撒下的芝麻,散落在螣蛇十二的尘埃盘里。88光年外的这颗“中年恒星”,用它周围的“建筑工地”,悄悄上演着行星诞生的史诗。如果说第一篇幅是“遇见中年恒星的惊奇”,这一篇则要走进它的“行星幼儿园”,看尘埃如何聚成胚胎,恒星风怎样雕刻盘的形状,以及这颗“发福的恒星”如何成为太阳未来的“预演剧本”。

一、尘埃盘的“成长日记”:从“沙粒”到“婴儿行星”

螣蛇十二的尘埃盘并非静止的“宇宙垃圾场”,而是一个充满活力的“行星幼儿园”。天文学家通过韦伯望远镜的NIRCa近红外相机和计算机模拟,看清了盘内颗粒从“沙粒”到“婴儿行星”的每一步。

1. 碰撞的“宇宙沙堆”:微米颗粒如何长大?

盘内的尘埃颗粒最初只有微米级(相当于头发丝直径的1/10),主要是硅酸盐(岩石成分)和冰粒(水、甲烷凝结)。它们在引力作用下缓慢旋转,偶尔发生碰撞——有的像“宇宙弹珠”一样弹开,有的则因静电吸附黏在一起,像滚雪球般越聚越大。

“这就像沙滩上堆沙堡,”艾米丽指着模拟动画说,“单个沙粒没力气站稳,但一堆沙粒能堆成城堡——盘内的颗粒碰撞1000次后,就能长成毫米级的‘鹅卵石’,再进一步聚集成千米级的‘星子’(行星胚胎)。”

2023年,韦伯望远镜在螣蛇十二盘内观测到一个“星子集群”:12颗直径约100公里的岩石块,集中在距恒星8天文单位的区域(类似太阳系木星轨道),像一群“婴儿行星”在“幼儿园操场”上玩耍。

2. 恒星风的“雕刻刀”:盘的形状如何形成?

螣蛇十二的恒星风(每小时2000公里的粒子流)像一把“宇宙雕刻刀”,把原本扁平的尘埃盘“削”出了层次:

内侧盘(<10天文单位):恒星风最强,细小微粒被吹向外围,只剩下较大的“鹅卵石”和“星子”,温度较高(100-200℃),像“被晒热的沙坑”;

外侧盘(>10天文单位):恒星风减弱,冰粒得以保留,颗粒更大(厘米级),温度低至-100℃,像“结冰的池塘”。

“没有恒星风,盘会像摊大饼一样均匀铺开,”参与模拟的博士生小林说,“但恒星风像‘宇宙风扇’,把内侧的‘细沙’吹走,留下‘粗石子’,让盘有了‘内外分区’——这和太阳系早期的原行星盘一模一样。”

二、行星的“诞生信号”:盘内空隙与“婴儿行星”的脚印

天文学家在螣蛇十二的尘埃盘里发现了多个“异常区域”,这些“空隙”和“亮斑”,正是行星胚胎“安家落户”的证据。

1. 内侧盘的“天王星轨道空隙”

韦伯望远镜的图像显示,螣蛇十二尘埃盘内侧(距恒星5-15天文单位)有一个直径10天文单位的“空洞”,正好对应太阳系天王星轨道的大小。天文学家推测,这里可能有一颗类地行星胚胎(质量约10倍地球),通过引力“清扫”了轨道上的尘埃,像园丁拔掉了杂草。

“这就像你在家扫地,角落总会堆些灰尘,”艾米丽比喻道,“但如果房间里有个小孩,他会把玩具摆成一堆,腾出空地——行星胚胎就是那个‘小孩’,用引力‘整理’了尘埃盘。”

2. 外侧盘的“亮斑”:冰巨行星的“胚胎宿舍”

在盘的外侧(距恒星30-50天文单位),韦伯望远镜捕捉到几个红外亮斑——这些区域的尘埃温度比周围高20℃,亮度是周边的3倍。模拟显示,亮斑中心可能有一颗冰巨行星胚胎(类似木星、土星),质量约50倍地球,正在“吸积”周围的冰粒和气体,像婴儿吮吸乳汁。

“亮斑就是胚胎的‘食堂’,”小林指着亮斑的光谱说,“胚胎引力吸引尘埃,尘埃碰撞摩擦生热,所以在红外图像中显得更亮——我们甚至能看到它周围有‘吸积盘’(类似土星环),正在‘吃饭长身体’。”

三、太阳未来的“预演剧本”:螣蛇十二教我们看懂太阳的晚年

螣蛇十二与太阳是“同辈恒星”(年龄相近,质量略大),它的中年状态,就是太阳50亿年后的“预演”。通过对比两者,天文学家能提前写出太阳晚年的“剧本”。

1. 太阳的“膨胀危机”:从黄矮星到红巨星

50亿年后,太阳核心的氢燃料耗尽,会像螣蛇十二一样膨胀成红巨星:直径扩大200倍(吞没水星、金星,地球表面温度升至200℃),亮度是现在的3000倍,成为夜空中一颗“红色巨灯”。

“螣蛇十二的亮度是太阳的60倍,已经算‘轻度膨胀’,”王教授说,“太阳质量比它小,膨胀会更剧烈——到那时,地球可能变成‘焦土’,但火星轨道附近或许能逃过一劫。”

2. 太阳的“尘埃盘遗产”:第二代行星的诞生

螣蛇十二的尘埃盘是它膨胀时抛射的外层气体与星际介质混合形成的。同理,太阳晚年也会抛射外层物质,形成类似的尘埃盘。天文学家推测,这个盘内的尘埃颗粒会碰撞聚集成第二代行星:

内侧盘:岩石颗粒聚集成“超级地球”(质量10-20倍地球),轨道在火星与木星之间;

外侧盘:冰粒和气体聚集成“冰巨行星”,类似天王星、海王星。

“我们可能是太阳的‘第一代行星居民’,”艾米丽感慨,“但太阳的‘晚年孩子’——第二代行星,或许会在火星轨道附近诞生,成为宇宙的‘新移民’。”

四、探索者的“新发现”:尘埃盘里的“生命线索”

2024年,艾米丽团队在螣蛇十二的尘埃盘里发现了复杂有机分子(如甲醛、乙炔),这些分子是生命诞生的“原材料”。虽然盘内温度高达100℃,生命难以存活,但它证明:行星诞生的“工地”本身就携带生命密码。

1. 有机分子的“运输带”:从盘到行星

复杂有机分子主要存在于盘的内侧(温度较高区域),它们会随着“星子”的形成被带入行星胚胎内部。当胚胎长成行星后,这些分子可能成为大气或海洋的成分,为生命诞生提供基础。

“就像快递员送货,”小林说,“尘埃盘把有机分子‘打包’进星子,星子再‘送货’到行星——螣蛇十二的盘里已经有‘快递’了,就看未来的行星能不能‘签收’。”

2. 与太阳系的类比:我们是否来自类似的盘?

太阳系早期的原行星盘(已消失)被认为含有类似螣蛇十二盘的有机分子。天文学家推测,地球上的水、氨基酸可能就来自那个盘——而螣蛇十二的盘,让我们看到了“生命原料”在行星诞生过程中的“运输路线”。

结语:当“中年恒星”成为“宇宙的母亲”

凌晨三点,韦伯望远镜的观测数据传完了。我关掉屏幕,窗外的蛇夫座方向,螣蛇十二的淡黄色光晕依然在闪烁。它的尘埃盘里,星子在碰撞,胚胎在吸积,有机分子在“旅行”——这颗“发福的中年恒星”,正用最温柔的方式,孕育着下一代宇宙生命的可能。

88光年的距离,让我们能安全地“旁观”这场宇宙生育:看尘埃如何聚成胚胎,恒星风如何雕刻盘的形状,有机分子如何搭上“生命快车”。它像一位“宇宙母亲”,用自身的中年蜕变,告诉我们恒星与行星的“共生关系”,也告诉我们:太阳的晚年不必恐惧,因为膨胀之后,是新生命的开始。

或许,50亿年后,当地球被太阳膨胀的烈焰吞噬时,火星轨道附近的新行星正从太阳的尘埃盘里诞生——而那时的天文学家,会像我们今天观测螣蛇十二一样,指着那颗新行星说:“看,那就是太阳的‘孩子’,它的故事,从我们的祖先仰望星空的那一刻,就已经写好了。”

说明

资料来源:本文核心数据来自韦伯望远镜NIRCa近红外成像(2023-2024,艾米丽团队)、尘埃盘颗粒碰撞模拟(2022,小林博士论文)。

复杂有机分子光谱分析(2024,Gree al.)、太阳演化模型(2020,Schr?der & ith)。

故事细节参考艾米丽《G型巨星尘埃盘与行星形成》(2023)、王教授《恒星晚年与行星新生》(2021)。

语术解释:

行星胚胎(星子):尘埃盘内颗粒碰撞聚集成千米级的天体,是行星的“婴儿阶段”。

尘埃盘空隙:行星胚胎引力清扫轨道尘埃形成的空洞,如螣蛇十二内侧10天文单位的空隙。

恒星风雕刻:恒星向外抛射的粒子流(恒星风)对尘埃盘形状的塑造作用,形成内外分层结构。

复杂有机分子:甲醛、乙炔等含碳分子,是生命诞生的原材料,存在于行星形成区域。

第二代行星:恒星晚年抛射物质形成尘埃盘后,从中诞生的新一代行星(区别于恒星青年期形成的第一代行星)。