博克球状体

恒星形成的区域

博克球状体是一类小的暗星云。

基本介绍

博克球状体是一种小的暗星云，被认为是恒星形成的区域。

定名过程

在早期望远镜观测者的视野中，银河系内那些看起来空洞无物的暗黑区域就被当作真实的空穴，当时的人们认为，透过这些空穴可以一窥深空。后来人们知道，这些区域是暗星云的所在，其间浓密的分子云遮挡住了后方的星光。

1947年，哈佛大学的荷兰裔天文学家巴特·博克(Bart Bok)和同事Edith F. Reilly经多年仔细研究后提出，一类往往与延展星云物质相关的冷暗云团正是恒星的前身，其中的恒星前身正处于引力坍缩阶段。他们的结果在当时并未引起关注，直到20世纪80-90年代红外天文学兴起后，这一观点方才被证实。因此这类暗星云被称作博克球状体。

与其黑暗无星的外表相反，这些孤立的小云团在原恒星盘形成的关键过程中扮演了重要角色，提供了研究恒星早期演化的重要手段。博克球状体一般分布在H II区内，如在鹰状星云M16、IC 2944、NGC 281等发射星云中均有分布。其典型尺度约为半光年，质量数倍于太阳，99%以上的成分是低温氢与氦气体，而其余不足1%的部分以重元素微粒为主（包括二氧化碳等凝固的气体颗粒），是阻挡星光的罪魁，也是研究该类型天体的挑战所在。

后续发展

在1947年后的几十年中，尽管缺乏观测，对博克球状体的理论研究还是有所进展的。这些理论的关键出发点一般都是：在星际介质密度较大、温度较低且受到附近恒星辐射影响的区域，物质更容易集中，直到某一时刻，引力克服气体压力而成为支配性的力量，导致了气体云坍缩。

像Barnard 68这样的单个博克球状体是研究原恒星坍缩的绝佳实验室。在坍缩前，球状体本身处于暂时的流体平衡中，但这只是临界状态。如果博克球状体能积聚足够的星际气体，它就有可能形成恒星，否则，它的命运将是消散在宇宙空间中。颇具讽刺意味的是，博克球状体的极低温度（几至十几开尔文，可以算是宇宙中最寒冷的天体之一，此温度下凝结的一氧化碳、氮气等气体颗粒大量附着在尘埃表面）正是未来灿烂星光的先决条件。如果气体云温度过高，较强的气体压力将对将来的引力坍缩构成严重的阻碍，而后者是形成恒星的必经之路。只有在向外的气体压力足够小的情况下，引力才能在坍缩过程中使物质释放足够的能量，引燃核心。

而同样讽刺的是，阻挡了星光的尘埃同时也是研究博克球状体内部结构的重要手段。通过观测不同区域尘埃对背景星的消光和红化情况，人们可以了解不同区域的气体云密度和尘埃的分布情况，因为天文学家很早就掌握了星际消光和红化的规律。

当然，为做到这一点，必须观测足够多的背景星。但哪怕是较小的球状体也足以遮挡绝大部分来自后面的星光，所以如要达到足够的精度，灵敏的探测器和大口径望远镜是必需的。直到近年，欧洲南方天文台等机构的观测才发现，博克球状体的径向结构与恒星类似，为多层球状，自中心向周边密度依次递减，球体中与引力抗衡的只是气体压力，这与博克在40年代作出的预言相符。

现状

90年代以来，人们通过红外观测，发现博克球状体内还存在很多有趣的东西，如作为原恒星特征的红外源、Herbig-Haro天体、分子流等。而通过观测毫米波发射线，人们还在球状体中发现了流向吸积中原恒星的物质流的最佳证据。2003年初，哈佛-史密松天体物理中心的Charles Lada宣布，通过观测谱线的多普勒位移，他的小组发现了博克球状体Barnard 68的振动，这也许是该球状体已经开始坍缩的线索。

不过目前对博克球状体来源的了解仍旧不是很清楚。Barnard 68这样的孤立球状体被认为是被超新星或大质量恒星星风瓦解的大分子云的残余物，它们很可能是太阳这样小质量孤立恒星的前身。另外，目前对分子云距离的确定仍不是很精确，这也影响了进一步研究。

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