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分子雲 原恆星 紅巨星 白矮星 超新星爆發 黑洞  

�甯P的誕生所原恆星

星際雲內的平均密度,約為每立方厘米十顆原子,這是�甯P大氣密度的1015分之一。如何在這麼稀薄的星際雲中形成�甯P,是一個饒有趣味的問題。

�甯P的誕生大致可分為三個階段:星際雲首先塌縮至密度更高的雲塊﹔然後再塌縮為原�甯P,原�甯P已有了力學平衡的基本條件﹔最後原�甯P進一步演化為主序星。

我們先考慮一塊有一定質量的星際雲。星際雲的溫度與雲內氣體的壓力是有關係的。溫度越高,壓力也越大,使氣體雲向外膨脹。由於星際雲本身也有一定的溫度,所以雲內氣體都是有壓力的。另一方面,引力收縮作用的影響,則與氣體的密度有關。氣體密度越高,引力作用越大,令氣體雲向收縮。所以引力能否超過氣體壓力的影響,而令星際雲自然塌縮,就要看看氣體密度是否足夠大了。

�甯P的誕生所令人失望的是,一般星際雲的密度還未能符合資格。然而,這也不等於完全沒有希望,新生�甯P可以引起外圍氣體膨脹,可以將星際物質壓縮,產生一些密度比較高的區域。而超新星爆發等,也同樣有能力製造高密度的區域。另一方面,那些充塞在銀盤的球狀體,質量可達太陽的數百倍,塵埃的含量十分豐富。如果沒有其他干擾的話,至少有些球狀體將會塌縮成為原�甯P。但更值得我們注意的是那些龐大的分子雲了。它們具備了質量大、密度高、溫度低等有利條件。隨著引力塌縮,整個星際雲的密度將會越來越高,直至超過某一個界限,那些質量和�甯P差不多的局部區域,也足以因引力作用而自行靠攏收縮。

本來一般氣體在塌縮過程中,溫度和密度都會增高,使收縮速度放緩。但分子雲在收縮的過程中能經由塵埃有效地把能量帶走,所以分子雲中心的溫度並沒有顯著的提升,收縮的速度也因密不斷上升而越來越快,天文學家稱這時期為透明(transparent)階段。但當分子雲的密度越來越大時,紅外線亦不能有效地將能量帶走,分子雲中心的溫度亦隨之增加,以致氣體壓力終於可以抵銷引力的塌縮作用,形成一個收縮力和膨脹力都平衡的狀態,就成為我們所稱原�甯P了。

既然原�甯P有了�甯P的平衡狀態,它們又和�甯P有甚麼分別呢﹖關鍵性的分別在於主序星是以熱核反應(thermonuclear reaction)來補充它的能量消耗,但原�甯P中心溫度最初袛有十萬度,仍未足以產生熱核反應,能量來源就靠引力作用下的塌縮。當塌縮的能量令中心溫度上升到熱核反應的要求時,一顆�甯P便誕生了。