【談天說文】爆發式分子外流（上）

admin

古希臘人認為圓形、圓球是最完美的形狀，因此行星運行的軌道是圓形的，不僅如此，天體也應該是圓形的，地球是圓形的，太陽是圓形的，所有的圓形天體都是以圓形的軌道繞著地球運轉。隨著觀測工具的進步，人們看到行星公轉的軌道是橢圓，不是圓形，宇宙中的天體結構也不一定要是圓形的，例如擁有千億顆恆星的銀河是扁平的圓碟盤，許多星系都是這付模樣，也有些星系是橢圓形狀，甚至是不規則形狀。星系的主要成分是恆星，像太陽一樣會自行發光的星體，恆星是圓球形狀，是從一團巨大分子雲開始，經由自身的萬有引力收縮而成，萬有引力是朝向星體的中心，由於中心的對稱特性，收縮形成的恆星是一個圓球形狀（實際的形狀是約略地橢圓，這是因為自身的自轉，會讓恆星在自轉軸的方向約略扁平）。

一般分子雲主要是由低溫的分子所構成，整個大小約30光年，平均每立方公分有100到1000顆分子，若和地球大氣比較，地球大氣平均每立方公分有1019個，大約是分子雲的一億再一億倍。但和宇宙其他角落相比，分子雲算是稠密的區域，在太陽附近的太空中，平均每立方公分只有一個粒子。因此相較於周遭環境，分子雲自身的萬有引力夠強，某些區域可以塌縮形成恆星，例如獵戶星雲內的分子雲，是研究恆星誕生的最佳地點。

一團雲氣藉由萬有引力，逐漸朝向中心塌縮，於是密度逐漸升高，溫度逐漸上升，當核心溫度達到千萬度，足以進行氫核融合反應，自行發光，這時便進入恆星的壯年舞台。實際情形更加複雜，恆星是從分子雲內誕生，整個恆星形成過程在十里雲霧當中，一般的可見光望遠鏡是無法看穿，直到紅外光和無線電望遠鏡的使用，天文學家得以一窺早期的原始恆星。

現今的天文學家了解類太陽的恆星是如何形成，整個過程大約可以分成六個階段（如圖），首先在分子雲內密度最高的稠密核區域開始，稠密核因為萬有引力而造成周圍氣體向中心塌縮。由於塌縮而體積變小，旋轉的速度也逐漸增快，於是在原恆星的四周產生拱星盤。原恆星會沿著垂直拱星盤的方向，以相反方向產生一對分子外流（outflow），分子外流的作用可以帶走角動量，使得拱星盤上的氣體可以螺旋狀的方式流向中間的原恆星，讓原恆星進一步增長。此外分子外流可以將四周剩餘的雲氣掃除，最後剩下一顆類太陽的恆星和殘餘的拱星盤，拱星盤則是下一個階段行星系統形成的溫床。

這些過程都可以透過紅外光和無線電望遠鏡的觀測，得以一一證實，因此天文學家大多可以在恆星形成區域發現分子外流的現象。離我們1600光年的獵戶星雲就是一個觀測恆星形成區的最佳地點，裡頭有許多的恆星誕生，在這些原恆星的四周也發現雙極分子外流，這讓我想起好萊塢女星安潔莉娜裘莉在古墓奇兵電影中神勇的造型，裘莉經常手握雙槍，向著左右兩方、以相對的方向射擊敵人，雙極分子外流也是一樣，以原恆星為中心，朝著兩極相反方向噴出。

（待續）