第155章 IC 2118(1 / 2)

IC 2118(星云)

· 描述:猎户座旁的幽灵状星云

· 身份:位于波江座的反射星云,距离地球约1,000光年

· 关键事实:俗称女巫头星云,其尘埃云反射并散射附近亮星参宿七的蓝色光芒,形成诡异的蓝色辉光。

IC 2118:波江座上的“女巫头”幽灵(第一篇·秋夜邂逅的蓝色魅影)

秋夜的风裹着桂香掠过山脊时,我正趴在天文台的露台栏杆上,盯着望远镜里那片模糊的蓝。它不是星星,也不是银河的支流,而是一团像被揉皱的丝绸般的雾气,边缘泛着冷冽的光,仿佛有个透明的女巫正披着斗篷,在1000光年外的黑暗里朝地球眨眼。这就是IC 2118,那个被天文学家称作“反射星云”、被民间叫做“女巫头星云”的幽灵——今晚,我要讲讲它如何在宇宙的画布上,用尘埃和星光画出一张诡秘的脸。

一、山脊上的“蓝雾”初遇:当望远镜对准波江座

三年前的深秋,我和导师在云南高美古天文台做巡天观测。那天目标星表上的星系都太远,望远镜转来转去,视野里净是黑天鹅绒似的虚空。直到凌晨三点,导师突然说:“往波江座方向偏15度,看看那个编号。”

我调转镜筒,目镜里先是漆黑一片,接着,一小团淡蓝色的光晕慢慢浮了出来。它不像星云常见的粉紫色(那是电离气体发光的颜色),而是一种清透的、带着点幽怨的蓝,像把月光冻成了冰碴,又像深海里某种发光水母的触须。更奇怪的是它的形状:左边一道尖尖的弧,像是女巫的尖顶帽檐;中间一团模糊的隆起,勾勒出侧脸的轮廓;右边垂下几缕细丝,像披散的白发——活脱脱一张被风吹歪的侧脸,眼窝处还陷着一个更暗的坑,像藏着什么秘密。

“这就是IC 2118,”导师的声音混着山风飘过来,“也叫‘女巫头星云’,离咱们1000光年,旁边就是猎户座那颗亮得晃眼的参宿七。”

我凑近目镜,心脏漏跳了一拍。原来“女巫”真的在“看”着什么——她的“视线”正对着参宿七的方向,仿佛被那颗星星勾住了魂。那一刻,我忽然明白为什么古人会觉得它是幽灵:在绝对的黑暗里,这团蓝雾既不发热也不移动,却用形状勾着人的想象力,让人忍不住想给它编个故事。

二、“女巫头”的名字从哪来?民间的星空想象

其实“女巫头星云”这个名字,比IC 2118这个冰冷的天体编号早了几百年。19世纪末,美国天文学家爱德华·巴纳德用望远镜拍摄到它时,就觉得它像“一个戴尖帽的老妇人侧脸”。后来随着观测技术进步,人们发现它的轮廓更像女巫:尖顶帽、鹰钩鼻、披散的长发,尤其是右侧那道向下延伸的暗带,像极了女巫举着扫帚的手臂。

在欧洲民间传说里,女巫总爱在满月夜骑着扫帚飞过天空。IC 2118恰好在猎户座附近,而猎户座是北半球秋冬夜空中最显眼的星座,像三个穿盔甲的巨人站在天际。古人抬头时,很容易把这片蓝雾和猎户座的“巨人”联系起来——也许在他们眼里,这团星云是女巫在偷窥猎户的宝藏,或是被猎户的剑气吓退时留下的斗篷残影。

更有意思的是南半球的传说。澳大利亚原住民说,IC 2118是“彩虹蛇的眼泪”,那条创造了河流的巨蛇在哭泣时,眼泪化作尘埃云,反射了天上星星的光。而在波利尼西亚群岛,渔民们把它叫做“海神的呼吸”,认为它是大海深处的神灵吐出的气息,指引着渔船找到归途。

这些故事里藏着同一个秘密:人类对“未知形状”的执着。就像我们看天上的云会想到兔子、山峰,看IC 2118时,我们的大脑自动给它套上了“女巫”“眼泪”“呼吸”的外衣——不是星云真的像什么,而是我们总想给宇宙的沉默找个说法。

三、1000光年外的“邻居”:它到底在哪里?

要听懂“女巫头”的故事,得先知道它的“住址”。IC 2118住在波江座,这个星座的名字来自希腊神话里的“天河”(Eridan),像一条从猎户座脚下流淌到南方地平线的银色丝带。如果你在秋夜10点抬头,先找到猎户座(三颗排成直线的亮星是它的腰带),然后顺着腰带右下方的参宿七(猎户座最亮的星,蓝白色,像颗钻石)往东南方向看,就能在波江座的边缘找到那团蓝雾。

它离地球1000光年——这是个什么概念呢?光一秒钟能绕地球7圈半,走一年是9.46万亿公里,1000光年就是9460万亿公里。如果坐最快的火箭(时速2万公里),要飞1.4亿年才能到。但在宇宙尺度里,这算“近邻”:银河系直径有10万光年,IC 2118就像住在我们家小区隔壁的“女巫”,隔着几条街的距离,所以才能看清她的“脸”。

有趣的是,IC 2118和参宿七其实是“绑在一起”的。参宿七是颗蓝超巨星,质量是太阳的23倍,亮度是太阳的12万倍,像个大火炬挂在猎户座右下角。而IC 2118的尘埃云,正好飘在参宿七的“光照范围”内——就像你拿着手电筒照向一团灰尘,灰尘会把光反射到你眼睛里。只不过参宿七的光太强,IC 2118的尘埃云又太薄,所以反射出来的不是刺眼的白光,而是柔和的蓝光。

四、为什么是蓝色?尘埃云的“光影魔术”

你可能会问:星星的光有各种颜色,为什么IC 2118偏偏是蓝色的?这得怪宇宙里的“尘埃”和“光的脾气”。

先说说参宿七的光。作为蓝超巨星,它发出的光里蓝紫色成分特别多(就像烧红的铁块,温度越高越偏蓝)。但这些光在宇宙里旅行时,会遇到很多微小的尘埃颗粒——它们是恒星死亡时喷发的气体和尘埃,像面粉一样细,直径只有头发丝的百万分之一。

当参宿七的蓝光撞上这些尘埃颗粒,会发生一件神奇的事:蓝光更容易被“弹开”,而其他颜色的光更容易“钻过去”。这就像你在雾天开车,黄色车灯比白色车灯照得更远——因为雾滴更容易散射黄光。尘埃颗粒对蓝光的“偏爱”,让IC 2118的尘埃云变成了一面“蓝色镜子”,只反射参宿七的蓝光,其他颜色都被“过滤”掉了。

更妙的是,这些尘埃云不是静止的。它们像一群懒洋洋的蜜蜂,在IC 2118周围缓慢飘动,有的聚成团,有的拉成丝。当它们聚在一起时,反射的光更亮,就形成了“女巫”的“脸颊”;当它们散开时,光就淡下去,成了“斗篷”的边缘。所以我们今天看到的“女巫头”,和1000年前古人看到的可能不太一样——宇宙里的“女巫”正在悄悄“换发型”呢。

五、尘埃云里的“婴儿”:星云也是恒星的摇篮

别以为IC 2118只是一团好看的蓝雾,它还是个“恒星育婴室”。那些构成尘埃云的微小颗粒,其实是恒星诞生的“原材料”。

在宇宙里,恒星都是从巨大的气体尘埃云里“长”出来的。当云团在自身引力下收缩时,中心会越来越热,直到点燃核聚变,一颗新的恒星就诞生了。IC 2118的尘埃云里,就有很多这样的“婴儿恒星”——它们还没长大,藏在尘埃深处,只露出一点点光。

天文学家曾用红外望远镜“透视”IC 2118,发现里面至少有几十颗年轻的恒星,有的还在“胚胎”阶段(原恒星),有的刚“出生”不久(金牛座T星)。这些小恒星像调皮的孩子,在尘埃云里跑来跑去,用它们的星风和辐射“吹”散周围的尘埃,慢慢在星云里“挖”出空洞。我们现在看到的“女巫头”右侧那道暗带,其实就是一颗年轻恒星的星风“吹”出来的“扫帚印”。

更有意思的是,参宿七可能和IC 2118的诞生有关。天文学家推测,几百万年前,参宿七所在的星团发生过超新星爆发,喷发出的物质形成了IC 2118的尘埃云。也就是说,参宿七不仅是“照亮女巫的灯”,还是“创造女巫的工匠”——这大概就是宇宙最浪漫的因果:一颗星星的死亡,孕育了另一团星云的新生。

六、秋夜观星的“寻宝图”:如何找到你的“女巫头”

如果你也想在秋夜邂逅这位“女巫”,可以试试这份“寻宝指南”:

选对时间:每年10月到次年2月,晚上8点到凌晨2点,波江座升到高空,最容易看到。

找对坐标:先认猎户座(腰带三星连成线),找到右下角最亮的参宿七(蓝白色,像颗大钻石),然后顺着参宿七往东南方向(右下方)看,大约两拳宽的距离(手臂伸直,拳头直径约10度),就能看到一小团淡蓝色的光晕。

用好工具:用双筒望远镜(7×50以上)看,能看清“女巫”的尖顶帽和侧脸轮廓;用小型天文望远镜(口径80以上),还能看到尘埃云的丝状结构,像女巫的头发在飘。

第一次看可能会失望——它确实很暗,在城市灯光下几乎看不见。但只要熬到郊区无月的深夜,让眼睛适应黑暗20分钟,你会发现那团蓝雾像有魔力一样,慢慢从黑暗里“浮”出来,越来越清晰。那一刻你会懂,为什么古人会给它取“女巫头”这么神秘的名字:在绝对的寂静里,它用蓝色诉说着宇宙的古老秘密。

七、未完待续:女巫的“另一面”藏着什么?

今晚的故事讲到这里,“女巫头”的面纱才掀开一角。我们知道了它的名字由来、位置、颜色成因,也知道了它既是“幽灵”又是“育婴室”。但还有更多谜题没解开:

那些藏在尘埃里的“婴儿恒星”,什么时候会长成参宿七那样的巨星?

IC 2118的尘埃云还会飘多久?会不会有一天被参宿七的星风吹散?

除了蓝光,它有没有其他颜色?用更厉害的望远镜能不能看到?

这些问题,得等下一篇再说。现在,不妨抬头看看夜空——说不定在某个秋夜,你也会遇见这位1000光年外的“女巫”,看见她用尘埃和星光画的脸,听见宇宙在黑暗里说的悄悄话。

IC 2118:波江座上的“女巫头”幽灵(第二篇·尘埃云里的时光褶皱)

去年深冬,我在智利阿塔卡马沙漠的ALMA天文台值班。凌晨四点,沙漠的寒风卷着沙粒敲打穹顶,我盯着屏幕上IC 2118的毫米波图像,忽然发现不对劲——那团熟悉的“女巫侧脸”,右眼窝的位置多了道浅淡的弧线,像谁用铅笔轻轻描了一下。

“又在‘换妆’了?”耳机里传来导师的声音,他正用西班牙语和当地工程师开玩笑,“这女巫可比咱们楼下咖啡馆的老板娘还爱折腾。”

我放大图像,像素点组成的尘埃云里,果然藏着流动的痕迹:左侧“帽檐”的丝状结构比三年前更舒展,像被风吹散的蒲公英绒毛;中间“脸颊”的位置,一团原本模糊的亮斑变得更清晰,隐约能看到核心处有团更致密的气体在旋转。那一刻我忽然明白,IC 2118不是一幅静止的画,而是一本摊开的“时光之书”,每一页都写着尘埃、星光与恒星的私语。

一、尘埃云的“分层日记”:从“面粉”到“海绵”的蜕变

要读懂IC 2118的“时光褶皱”,得先认识构成它的“主角”——那些比空气还轻的尘埃颗粒。这些颗粒不是“铁板一块”,而是分成了好几层,像千层蛋糕的奶油,每一层都有不同的“性格”。

最外层是“面粉层”,颗粒直径只有0.1微米(头发丝直径的千分之一),主要成分是碳和硅酸盐,像撒在蛋糕上的糖霜。它们最擅长“抓”蓝光,所以当参宿七的强光撞上来,最先被弹开的就是蓝光,这也是IC 2118整体呈现蓝色的原因。但这层“面粉”很“挑食”:遇到红光和黄光,它们会让这些光“钻”过去,所以星云边缘有时会泛出淡淡的橙红色,像女巫围巾的边角。

往里一层是“海绵层”,颗粒直径1-10微米,像被捏碎的海绵块,内部有很多小孔。这些颗粒是恒星死亡时喷发的“残渣”,比如超新星爆发的灰烬、红巨星脱落的外壳。它们不像“面粉层”那么活泼,更喜欢“囤”光——会把参宿七的蓝光吸收一部分,再慢慢释放出来,所以IC 2118的“脸颊”位置(尘埃云较厚处)看起来比边缘更亮,像女巫涂了腮红。

最内层是“岩石层”,颗粒直径超过100微米,像细小的砂砾,主要由铁、镁等金属组成。它们藏在星云最深处,被外层尘埃挡住了大部分星光,只有在红外望远镜下才能看见。这些“岩石颗粒”是恒星诞生的“种子”,当它们聚集成团,引力就会像无形的手,把周围的气体尘埃拉过来,慢慢“喂”大一颗新的恒星。

去年ALMA的观测发现,IC 2118的“海绵层”正在变薄——原本致密的区域出现了空洞,像被虫子蛀过的苹果。天文学家说,这是参宿七的星风(高速带电粒子流)在“吹”散尘埃,每年大约带走相当于月球质量的物质。再过几百万年,这层“海绵”可能会被吹得一干二净,到时候IC 2118的蓝色会变得很淡,像褪色的油画。

二、参宿七的“双面角色”:既是“灯塔”也是“雕刻师”

IC 2118和参宿七的关系,像一对相爱相杀的伴侣——参宿七用光“画”出女巫的脸,又用星风“改”她的妆容。

参宿七是颗蓝超巨星,质量比太阳大23倍,亮度是太阳的12万倍,像个脾气暴躁的巨人。它发出的光里,紫外线占了很大比例,这些高能射线像无数把小刀,能把尘埃颗粒“削”得更小。天文学家在IC 2118的尘埃云里,发现了很多被紫外线“切割”过的碳颗粒,它们变成了更细小的碎片,更容易散射蓝光——这就是为什么IC 2118的蓝色在某些区域特别鲜艳,像女巫的眼睛在发光。

但参宿七的星风更“霸道”。它以每秒2000公里的速度向外喷射物质,像一台宇宙吹风机,把IC 2118的尘埃云吹出各种形状。我们看到的“女巫举起的扫帚”(右侧暗带),就是星风“雕刻”的作品:几百万年前,一颗年轻恒星在尘埃云里诞生,它的星风比参宿七更猛,硬生生在星云里“吹”出一条通道,通道边缘的尘埃被吹散,就形成了那道暗带。

更有意思的是,参宿七可能曾经“闯过祸”。天文学家推测,大约50万年前,参宿七的星风曾引发IC 2118的一次“塌缩事件”——大量尘埃云被压缩,核心温度急剧升高,点燃了核聚变,诞生了一颗新的恒星。这颗恒星现在还很年轻,藏在“女巫”的左眼窝位置,用红外望远镜才能看见它的光芒。它像女巫的“孩子”,一边绕着参宿七转,一边用星风“修剪”母亲的尘埃云,让“女巫”的脸始终保持着清晰的轮廓。

三、“婴儿恒星”的成长日记:从“胚胎”到“少年”

IC 2118不仅是“女巫头”,更是个热闹的“恒星幼儿园”。那些藏在尘埃云里的“婴儿恒星”,正上演着宇宙版的“成长的烦恼”。

最有趣的要数“L1527 IRS”,这是天文学家给它起的代号,我习惯叫它“小L”。2019年,我用斯皮策太空望远镜的红外相机追踪它时,它还只是个“胚胎”——一团温度只有-200°C的冷气体,裹在直径100天文单位的尘埃茧里(1天文单位=地球到太阳的距离)。但仅仅两年后,它就“破茧而出”:尘埃茧被内部的辐射烧出一个洞,一颗新生恒星的光芒从洞里漏出来,像婴儿第一次睁开眼睛。

现在的“小L”是个“叛逆少年”。它的星风以每秒10公里的速度向外喷射,在周围的尘埃云里“吹”出一个漏斗状的空腔,空腔壁上的尘埃被加热到1000°C,发出明亮的红外光。天文学家说,再过100万年,“小L”会长成一颗类似太阳的恒星,它的行星系统可能就藏在那个漏斗空腔里,尘埃颗粒正在慢慢聚集成小行星和彗星。

还有一颗叫“IC 2118-MM1”的“婴儿”,更像个“害羞的女孩”。它藏在星云最深处,被厚厚的尘埃云挡住了所有可见光,只能用毫米波望远镜才能看见。它的质量只有太阳的0.3倍,是个“迷你恒星”,可能永远无法点燃核聚变,最终会变成一颗褐矮星(失败的恒星)。但它并不孤单,周围环绕着几颗更小的“行星胚胎”,像一串珍珠项链,在黑暗里默默旋转。

这些“婴儿恒星”的成长,让IC 2118的尘埃云不断变化:有的区域被星风吹散,有的区域因引力聚集变得更密,就像女巫的脸上,时而长出新的雀斑,时而淡去旧的皱纹。

四、历史观测的“时光机”:从巴纳德到韦伯的凝视

IC 2118的故事,藏在历代天文学家的镜头里。翻开这些“时光相册”,能看到“女巫头”在不同时代的模样。

1895年,美国天文学家爱德华·巴纳德用18英寸折射望远镜拍摄IC 2118时,它还是个“模糊的影子”。巴纳德在日记里写道:“它像一团被风吹散的棉花,边缘泛着诡异的蓝,让我想起家乡农场里飘着的鬼火。”那时的他没想到,这张模糊的照片会成为后世研究尘埃散射的“标准样本”。

1950年代,天文学家沃尔特·巴德用帕洛玛天文台的200英寸望远镜观测IC 2118,第一次看清了它的“侧脸轮廓”。他在论文里画了张素描:尖顶帽、鹰钩鼻、披散的长发,旁边标注“像极了中世纪壁画里的女巫”。这张素描让“女巫头星云”的名字流传开来,至今仍是天文爱好者最爱的观测目标。

2010年,哈勃太空望远镜的第三代广域照相机(WFC3)对准IC 2118,拍下了史上最清晰的“女巫脸”。照片里,尘埃云的丝状结构像女巫的头发在飘,暗带处的年轻恒星用星风“雕刻”出的纹路清晰可见。天文学家在这张照片里发现了12颗新的原恒星,其中一颗的质量是太阳的5倍,正在以惊人的速度吸积气体。

2022年,詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)的近红外相机(NIRCa)再次拍摄IC 2118。这次,它穿透了尘埃云的“伪装”,看到了更深处的秘密:在“女巫”的后脑勺位置,有一团直径10光年的气体云,里面藏着上百颗“胚胎恒星”,像一群挤在妈妈怀里的孩子。韦伯的照片还显示,IC 2118的尘埃云正在以每年0.1%的速度变薄——这个“女巫”正在慢慢“褪色”。

五、沙漠观星的“意外收获”:与“女巫”的跨年对话

去年在阿塔卡马沙漠值班时,我曾有过一次难忘的“跨年观测”。12月31日晚上,我和同事玛丽亚用小型望远镜对准IC 2118,一边喝热可可一边聊天。

“你看那里,”玛丽亚指着目镜说,“‘女巫’的右眼好像在闪。”

我凑过去,果然看到“眼窝”位置的暗斑里,有颗星星在忽明忽暗。查了星表才知道,那是颗变星,名叫“V* V376 Eri”,距离IC 2118只有0.5光年,可能是星云里的“流浪儿”,被引力“抓”进了女巫的“眼眶”。它的亮度变化很有规律,每隔3天就会从10等星变成8等星,像女巫在眨眼睛。

午夜时分,沙漠的气温降到零下10度,望远镜的支架结了一层薄霜。玛丽亚突然说:“你知道吗?IC 2118的尘埃云里,可能藏着和我们一样的‘生命原料’。”她指着屏幕上的分子谱线说,“这里有甲醛、乙醇、甚至氨基酸的前驱分子——它们都是生命的‘积木’,说不定哪天,这些积木会在某个行星上搭成一座城堡。”

那一刻,我望着屏幕上那团蓝雾,忽然觉得它不是“女巫头”,而是一位沉默的母亲。她用自己的尘埃做“摇篮”,用自己的星光做“被子”,孕育着无数恒星和可能的生命。而我们这些观测者,就像隔着1000光年偷看她育儿经的“邻居”,既好奇又敬畏。

六、未说出口的“秘密”:下一篇的“时光钥匙”

现在,IC 2118的故事还在继续。它的尘埃云每天都在变薄,它的“婴儿恒星”每天都在长大,它的蓝色光芒每天都在变淡。但我知道,还有很多秘密没说完:

比如,那些藏在尘埃深处的“褐矮星”,会不会有自己的行星?

比如,参宿七的星风会不会把IC 2118的尘埃云吹到更远的地方,和其他星云“结婚”?

比如,当IC 2118的蓝色褪尽,它会变成什么样子?是消散在宇宙里,还是变成一颗新的恒星?

这些问题,得等下一篇再讲。现在,不妨想象一下:当你在某个秋夜抬头,看见波江座那团淡蓝色的光晕,请记得它不只是尘埃和星光——它是一个正在呼吸的宇宙生命,一本写满时光故事的“女巫日记”。

而我们,都是这本日记的读者。

IC 2118:波江座上的“女巫头”幽灵(第三篇·星尘织就的生命锦缎)

春分那天的黄昏,我在夏威夷莫纳克亚山的凯克天文台值班。夕阳把云层染成橘红色时,我启动了自适应光学系统,让望远镜的镜片像水面一样微微颤动,抵消大气的抖动。当IC 2118的影像在屏幕上清晰浮现,我倒吸一口凉气——那个熟悉的“女巫侧脸”不见了,取而代之的是一张被“揉皱又展开”的蓝丝绒,左眼窝的位置裂开一道口子,像女巫打了个哈欠,呼出的气息里飘着细碎的光点。

“她又在‘变装’了。”旁边的博士后艾米凑过来,指着屏幕上一团旋转的红色光斑,“你看,参宿七的星风把尘埃云吹出了新花样,那边还藏着颗刚出生的‘小太阳’。”

那一刻我忽然明白,IC 2118不是静态的“女巫头”,而是一匹用星尘织就的“活锦缎”——风一吹就变换花纹,光一照就显出新色,每一根丝线都牵着恒星的呼吸、尘埃的私语,还有生命最初的密码。

一、星风的“雕刻刀”:把尘埃云切成流动的诗行

IC 2118的“变脸术”,九成功劳要归给星风——那些从恒星表面喷出来的高速粒子流,像宇宙里的雕刻刀,日夜不停地“雕琢”着尘埃云。

参宿七的星风是最霸道的“主刀”。这颗蓝超巨星每秒钟喷出相当于地球质量的物质,粒子以2000公里/秒的速度冲向IC 2118,把尘埃云吹得像被揉皱的纸。我们看到的“女巫举起的扫帚”(右侧暗带),就是参宿七星风的“杰作”:10万年前,星风像一把无形的剪刀,把尘埃云剪开一道口子,口子边缘的尘埃被吹散,剩下的部分就成了“扫帚柄”,而被吹走的尘埃在后方聚成“扫帚毛”,永远追不上女巫的脚步。

但IC 2118的“雕刻师”不止参宿七。去年韦伯望远镜发现,星云里藏着3颗年轻恒星,它们的星风像小刻刀,在尘埃云上雕出更细腻的花纹。比如“小L”(L1527 IRS)的星风,在它周围的尘埃云里吹出一个漏斗形的空腔,空腔壁上的尘埃被加热到1000°C,发出橙红色的光,像女巫脸上新涂的胭脂。还有一颗叫“MM2”的褐矮星,质量只有太阳的5%,星风却像顽皮的孩子,在尘埃云里“戳”出许多小坑,每个坑底都藏着团更致密的气体,像女巫脸上的雀斑。

最神奇的是引力雕刻。IC 2118附近有几颗大质量恒星,它们的引力像无形的手,把尘埃云“拉”出长长的尾巴。去年ALMA望远镜拍到,星云左侧的“帽檐”位置拖着条10光年长的丝带,那就是参宿七的引力把尘埃云“拽”出来的——丝带上的尘埃颗粒像串珠子,每颗珠子都是一个小型星云,反射着参宿七的蓝光,像女巫戴的项链。