互动科普

冬季星座中的金牛座里的天体丰富多样，包括疏散星团“昴星团”和“毕星团”、超新星遗迹（大质量恒星演化末期爆发后残留的结构）“蟹状星云”及其中心的中子星“蟹云脉冲星”，以及一等星“毕宿五”等天体。对天文学家来说，这片区域也十分有魅力。因为金牛分子云（Taurus Molecular Cloud，TMC）就存在其中。

分子云中的星际气体和尘埃相较于普通的星际空间更为密集。普通的星际空间中气体非常稀薄，星光将气体加热到高温，氢元素等以原子的状态存在。但若星际空间气体密度较高，星光无法穿透，气体得以在低温下以分子而非原子的状态存在。其中，不仅氢元素，就连一氧化碳、氨以及水这些物质也以分子状态存在。

若分子云较致密，背景的恒星和星系所发出的光都无法穿透，在可见光下看来就如同黑色的云一般。这被称为“暗星云”。金牛分子云自身也存在恒星较少的区域，如暗星云般致密不可见。在可见光下，唯有通过长时间曝光才能稍微拍摄到暗星云。但利用射电望远镜观测就会发现，金牛分子云中的分子发出的射电波非常强。

通过射电波辐射的强度分布发现，金牛分子云的构造非常复杂。它并不是单纯的一块分子云，而是从西北向东南方向延伸的细长纤维状结构。其中有些部分的分子云特别致密，这些致密的部分被命名为金牛分子云-1和海尔斯云2等。

金牛分子云的恒星形成区

画面中的橙色部分是拍摄到的金牛分子云的一部分。金牛分子云上面明亮的恒星是金牛座φ星（砺石四）。这幅图由位于智利的阿塔卡马探路者实验望远镜拍摄所得。

金牛分子云呈纤维状，形态细长，其中隐藏着许多刚刚诞生的恒星。

仔细观察金牛分子云的构造，可以发现点状的明亮区域。这些区域被叫做分子云核，分子密度非常高。

恒星产生于分子云的致密区域中

仔细查看金牛分子云的这些致密区域，会发现点状的小块。这些是直径达数光年、被称为“分子云核”的高密度区域。一般情况下，分子云中分子的平均密度为每立方厘米1000个左右，但在这些分子云核中则高达1万～10万个。这恐怕是在自身重力的作用下坍缩所致。分子云核密度若超过了100万个/立方厘米，其中心部分就会因为坍缩而升温，造成原恒星（辐射红外线的天体，将会演化为恒星）的迅速形成。

由于处于星云内部，原恒星无法用可见光观测，但在红外线波段可以探测到这些点状的天体。随着分子云核的进一步坍缩，原恒星就会坍缩、升温、发光并伴随着温和的不规则光变，这就是金牛T型星。金牛T型星正如其名，是在金牛座中发现的变星的一种，伴随着金牛分子云大量存在。也就是说，金牛分子云是众多恒星持续产生的区域。分子云中也有很多区域几乎没有恒星产生。然而金牛分子云整体有1万倍太阳质量，也在持续产生100～200个与太阳类似的恒星。

距地球仅450光年

金牛分子云是距地球较近的分子云之一。通过统计分子云中存在的恒星数目，以及利用分子云前后的恒星仔细估计恒星星光的红化和消光程度等，推算出金牛分子云距离地球约450光年，和产生大质量恒星的猎户星云所在的猎户座恒星形成区与地球的距离（约1500光年）相比，只有后者的1/3。

距离较近就意味着观测更容易，研究也更易进行。金牛分子云对研究恒星，特别是诞生初期的小质量恒星是怎样产生的，提供了合适的环境。

（发表于《科学世界》2017年第1期）