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我可能找到了银河系最萌的一棵树,它长在完全不该长的地方

事情是这样的,前几天我在翻NASA公布的JWST(詹姆斯·韦伯太空望远镜)新一批数据时,本来是在找引力透镜效应的案例,结果手滑点进了一个从没见过的恒星形成区,那片区域叫NGC 3324,船底座大星云的西北角,以前哈勃也拍过,但JWST的红外视野把整片"宇宙悬崖"的细节全扒出来了。

然后我就看到了那棵树。

它不叫树,天文学界给它的正式编号特别无聊,叫"HH 901立柱",属于赫比格-哈罗天体的一种,但我盯着那张原始数据渲染出来的图像看了整整二十分钟,脑子里只有一个念头——这不就是一棵圆滚滚的盆景树吗? 而且还是那种你会在京都寺庙庭院里看到的、被精心修剪了几百年的五针松造型。

一只橘猫引发的命名革命

我得先坦白一件事。"银河系最萌一棵树"这个称呼,根本不是我起的,它来自推特上一个叫@cosmic_kat_的日本天文爱好者,这姑娘原本是画猫猫插画的,因为家里养了只叫Mikan(橘子)的橘猫,她开始把各种星云结构P成猫咪形态发到网上,去年七月JWST发布那张立柱的高清图之后,她是第一个叫它"银河系最萌一棵树"的人。

我翻了她当时的推文,原文写的是:"これ、銀河系で一番かわいい木じゃない?盆栽みたいでしょ?"(这难道不是银河系最可爱的树吗?像盆栽对吧?)

点赞数当时只有47个,但我在一个关于天体形态学的论坛帖子里看到了这张截图,然后顺着她的思路去看了原始数据,说实话,这姑娘的直觉准得离谱。

你看过那张图就知道我在说什么,大部分星际尘埃柱都是尖锐的、瘦长的、像尖塔一样刺向天空的样子,比如鹰状星云里著名的创生之柱,那种形态让你联想到的是哥特式教堂的尖顶,或者某种庄严肃穆的纪念碑,但HH 901立柱不一样,它是圆润的

对比项 创生之柱(鹰状星云) HH 901立柱(船底座星云)
总高度 约4-5光年 约3光年
顶部形态 尖锐如指尖 浑圆蓬松如树冠
密度集中区 柱体中部 顶部球状结
周围辐射源 多颗O型恒星 主要来自HD 303308
视觉温度 偏冷(蓝绿色调) 偏暖(金橙色调)
"萌度" 威严 让人想揉一把

你看最后一行就能明白为什么Mikan的主人会萌生那种联想,HH 901的顶端是一个致密的分子云核,形状像极了一颗被修剪得圆嘟嘟的树冠,下方的柱体则略微弯曲,像是被园艺师用铁丝拗过的树干,更绝的是,柱体两侧还有两条平行的电离气体喷射流,天文学上叫双极外向流,但看起来活脱脱是两片小小的叶子伸出来。

这个结构在宇宙尺度上其实小得可怜,整根"树"从头到脚只有三光年出头,银河系直径十万光年,它就像撒哈拉沙漠里的一粒芝麻。

为什么它会圆滚滚的?科学部分来了

我用费曼的法子来讲这件事,理查德·费曼说过,如果你不能用简单的语言解释清楚一件事,说明你还没真正搞懂它,那我试试。

HH 901立柱之所以呈现出那种几乎违反直觉的圆润形态,核心原因可以归结为一句话:它头顶有一颗暴躁的恒星正在用紫外线狠狠地吹它,但吹的方式很特殊。

那颗恒星编号是HD 303308,光谱型O6,质量大概是太阳的三十倍,你可以把它想象成一个巨大的吹风机,不断地往外喷射高能紫外光子,这些光子打在HH 901立柱的表面,把表层的氢分子电离,然后电离气体被加热到一万摄氏度以上,就像水烧开了一样开始向外蒸发逃逸。

这个过程学名叫光致蒸发,是天体物理学里描述恒星形成区形态的最核心机制。

通常情况下,光致蒸发会把气体柱削成尖锐的形状,因为顶端的物质逃逸速度最快,越往下越慢,自然形成锥形,但HH 901偏偏反过来——因为它的顶端包裹着一颗刚诞生没多久的原恒星,这颗小恒星的引力刚好能把周围的致密气体云束缚住,形成一个相对稳定的球状结构,外面的紫外线想把这些气体吹跑,但里面的引力拼命往回拽,两者就这么僵持着,僵持着,僵持出了这团圆滚滚的萌态。

我可能找到了银河系最萌的一棵树,它长在完全不该长的地方

那两条侧向的喷射流更可爱,原恒星在吸积物质的过程中,会把一部分角动量以高速喷流的形式甩出去,方向基本垂直于吸积盘平面,这两股喷流的时速超过五十万公里,但它们被光致蒸发的星际介质包裹着,在红外波段看起来毛茸茸软绵绵的,像小树枝上刚冒出来的嫩芽。

我一个做天体物理的朋友看完这张图跟我说了一句话,我到现在还记得,他说:"你知道吗,一棵树在地球上靠光合作用活着,这棵树在银河系里靠电离辐射活着,本质上没什么区别,都是光在维持结构。"

这话有点哲学,但我喜欢。

从数据到"萌":一张图是怎么出来的

很多人看到JWST那些绚丽的照片,会以为那是从望远镜里直接看到的样子,不是的,得花很大功夫。

HH 901立柱那张图,原本是JWST上NIRCam(近红外相机)和MIRI(中红外仪器)的联合观测数据,NIRCam负责捕捉氢分子的发射线,能量集中在1.87微米波长附近,也就是帕申-阿尔法谱线;MIRI则捕捉更冷尘埃的热辐射,波长在7.7微米左右,主要来自多环芳香烃碳氢化合物(天文学家管它们叫PAHs,发音像是某种零食)。

数据处理团队把不同波段的信号分别映射到可见光颜色通道上——1.87微米给蓝绿色,3.35微米给黄色,7.7微米给橙红色,所以你在图片上看到的金色"树冠"其实是更冷的尘埃,而蓝绿色的背景是电离氢气体的荧光。

我试着反推过如果用人眼直接看那个位置会是什么样子,结论是几乎什么都看不到,肉眼对红外波段毫无反应,而且那个区域的总光度在可见光范围内只有6等左右,需要一架像样的望远镜才能瞥见一团模糊的影子。

所以严格来讲,人类永远不可能用肉眼看到这棵树的"萌",它的可爱是被科学仪器翻译出来的,是人类用数学和物理写就的一首视觉诗。

我可能找到了银河系最萌的一棵树,它长在完全不该长的地方

知道了这一点之后,我反而觉得它更萌了,不是因为它的形态本身,而是因为人类花了上百亿美元造了一台飞到距离地球一百五十万公里外的望远镜,用最尖端的红外探测器扫描宇宙深处,最后发现了一团三光年高的气体——然后我们管它叫"树"。

这个行为本身就很人类,也很可爱。

让我试着把"萌"讲清楚

写到这里我才意识到,整篇文章都在说这棵树有多萌,但我没认真解释为什么人类会觉得一团星际气体"萌"。

日本学者四方田犬彦写过一本叫「かわいい論」(可爱论)的书,里头提到一个理论:让人觉得可爱的事物通常具备三个特征——小尺寸、圆润轮廓、某种程度的不完美或脆弱感,HH 901全中了,它在宇宙尺度上是渺小的,它的轮廓是浑圆的,而且它正在被电离辐射一点点剥蚀,每一秒都在流失质量,天文学家估算,以目前的光致蒸发速率,这根立柱大概还能撑一百万年左右。

一百万年听起来很长,但在恒星演化时间表上,这也就是打个盹的功夫。

所以你现在看到的这棵"银河系最萌的树",本质上是一团正在缓慢蒸发的气体,一颗刚出生的恒星躲在树冠里,拼命抓住周围的物质想长大,但外面那颗O6星的光压不断地把它的外衣一层层剥走,它那圆嘟嘟的造型不是静态的,而是一种动态平衡的瞬间定格。

想到这里,我忽然觉得"萌"这个字用得太对了,萌本来就有"萌芽"的意思,而HH 901的树冠里确实正有一颗恒星在萌芽,这棵宇宙盆景是一个活生生的恒星摇篮,它的萌不是表面的视觉印象,而是从物理学内核里透出来的生命感。

下次有人问你银河系最萌的树在哪里,你可以告诉他们:在船底座方向,离我们大约七千五百光年,或者你也可以不这么说,就说——在你抬头看星空的那个方向,有一团三光年高的金色气体,圆的,毛茸茸的,正在被风吹散,像一棵只在宇宙里生长的盆景。

它的日本名字比编号好听多了,虽然天文学界大概永远不会正式采用。

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