新疆域 FRONTIERS [美]艾萨克·阿西莫夫 著 上海科技教育出版社 1999.12 扫描,校对:异调 宇宙学新疆域(FRONTIERS OF UNIVERSE),卞毓麟 何妙福 译 看不见的尘埃云 宇宙中的东西并不都是能看见的,所以天文学家对于能使看不见 的东西变得可见的一切事物都很欢迎。1987年2月,一颗位于15万光年 以外的超新星照亮了它与我们的观测仪器之间的全部空间,并为我们 提供了某些饶有兴味的信息。 一个天体要能被看见,就必须向我们的眼睛或向特制的仪器发出 辐射。例如,恒星就是这样,由恒星组成的遥远天体——诸如星系和 类星体也是如此。如果尘埃云中,凑巧包含一些恒星,那么它也能被 我们看见。星光被周围的尘埃反射和散射,可以向我们提供有用的信 息。 然而,太空中也有这样的尘埃云:它们附近没有恒星,因而又冷 又暗。我们有时看见一些这样的“暗星云”,那是因为它们挡住了后 面的恒星。这时它们呈现为一些暗区,其中没有恒星,四周的背景星 光勾画出了它们的轮廓剪影。我们银河系中的另一些暗云可能过于稀 薄,从而不能以上述方式勾画出来;或者过于遥远,以至于很不容易 看出来。天文学家对这些暗的尘埃-气体云很感兴趣。 首先,它们是形成新恒星的原材料。有时,这样的云收缩、变热, 直至启动热核反应,并变成一颗年轻的恒星。大约50亿年以前形成我 们这个太阳系的,就是这样一团处于收缩之中的云。从那时起,收缩 过程一直在继续进行。事实上,我们正在目睹诸如猎户座大星云这样 的近邻尘埃-气体云中发生类似的事情;猎户座大星云如今光辉灿烂, 乃是因为其中已经形成了年轻恒星。 第二,在某些尚未形成恒星的暗云中,原子互相撞到一起,形成 各种不同的组合。每一种组合发出其特有的无线电波,我们可以据此 辨认它。其中有些组合可使我们窥见不同的原子可能通过怎样的方式 结合成种种复杂的分子,从而帮助我们猜测地球上的生命可能是怎样 诞生的。为了进行此类观测,我们需要有足够近并且足够稠密的尘埃 云。 在我们银河系中一定存在着许多暗云,但是,它们实在太远或者 太稀薄(或两者兼而有之),致使我们无从进行观测和研究——除非 有一盏极亮的“探照灯”照亮它们。当大麦哲伦云中的这颗超新星陡 然闪亮时,这样一盏“探照灯”便出现了——至少在一个特定的方向 上。 当这颗超新星发出的光越过15万光年(近乎100亿亿英里)的距离 抵达我们这里时,它先是穿过位于大麦哲伦云内的稀薄物质云,然而 又穿过位于大麦哲伦云和我们银河系之间的其他物质云,最后则穿过 位于我们银河系内的又一些物质云。当该超新星的光穿过上述每一块 云时,它都会被吸收掉一小部分,天文学家们根据这种吸收的特征, 可以推断许许多多事情。 例如,天文学家推算出,该超新星的光越过15万光年向我们驰来 时,它穿过了大麦哲伦云中的12块云,然后穿过位于大麦哲伦云和我 们银河系之间的星系际空间中的22块云,最后又穿过我们银河系中的 6块云。这样,一共有40块云过去一直是看不见的——直到那次超新星 爆发为止。 天文学家根据被吸收的光的特征进一步推断,银河系(至少是这 颗超新星的光穿过的那一部分)是一个尘埃充盈的地方,那些云则由 气体和尘埃共同组成。大麦哲伦云中的尘埃不如银河系中的那么多 (大麦哲伦云所拥有的恒星数仅为银河系的十分之一,它们彼此也离 得更远)。我们银河系和大麦哲伦云之间的星系际空间似乎全然没有 尘埃,因此那儿的云主要或全部由气体组成。 迄今为止,天文学家仅仅知道位于各种星系内的云;当然,特别 是位于银河系内的云——虽说也还能看见位于其他星系内的暗区。他 们对处于各星系之间的物质云几乎一无所知。 人们猜测,大麦哲伦云(它是比任何其他星系都更靠近我们银河 系的一个小星系)对我们施加某种可观的引力拉曳,当然,我们同样 也对它施加这样的影响。如果大麦哲伦云过去比现在离我们更近,并 且已触及我们银河系的边缘,那么这种引力拉曳就更强大了。在此情 况下,这两个星系相互间的引力虽然尚不足以显著地干扰单个的恒星 或尘埃粒子,却已能拉出许多单独的原子,并在这两个星系之间形成 一串气体云。 这些星系际气体云中,有的热得惊人,有的还含有通常很罕见的 元素锂。这两项事实都急需得到解释,天文学家也和我们其他人一样, 喜爱神秘的事物。