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年輕恒星HLTau周圍的原行星盤,由ALMA拍攝。暗間隙是塵埃聚集形成原行星的地方,明亮的環則顯示尚未合并成更大天體的塵埃顆粒。(CCBY4.0,ALMAESONAOJNRAO)
(這是關于宇宙塵埃系列文章的第4部分。請先閱讀第1、2、3部分。)
好的,行吧。塵埃確實會發生一些化學反應,這我承認。但宇宙結構的其他部分——實際存在的恒星、行星,還有我們人類——肯定和這些煩人的微小顆粒毫無關系。
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讀者,這和他們息息相關。
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恒星是在巨大的氣體云因自身引力收縮時形成的。這部分你可能已經知道了。但氣體云不會輕易就坍縮。當氣體向內墜落時,它會升溫。受熱的氣體會產生高壓。高壓會對抗引力。如果無法釋放這些熱量,坍縮就會停滯,氣體云會一直停留在那里,永遠無法形成恒星。整個過程是一種微妙的平衡:引力想要把一切拉到一起,熱壓力想要把一切推開,而恒星能否最終形成,就取決于哪一方勝出。
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你需要一種冷卻云的方法。某種能讓引力收縮產生的熱量逃逸到太空并停止反撲的方法。構成云主體的純氫和氦氣在這方面其實相當不擅長。在相關溫度下,這些原子幾乎沒有可用的途徑以輻射形式釋放能量。冷卻一堆熱氫,它就只是待在那里,毫無辦法。
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塵埃解決了這個問題。塵埃非常擅長輻射能量,尤其是在紅外波段。塵埃顆粒吸收云團中碰撞產生的熱量,并將這些熱量重新發射為紅外光,這種光可以輕易逃離云團,將多余的能量帶到太空中。云團冷卻,壓力下降,引力勝出。坍縮繼續進