猎户座分子云
让我们通过考虑附近正在形成恒星的地点来讨论恒星形成区域会发生什么。 研究得最多的恒星苗圃之一是猎户座星座，距离大约 1500 光年（图\(\PageIndex{2}\)）。 猎人的图案很容易通过标记他腰部的三颗星星的显眼的 “腰带” 来识别。 猎户座分子云比恒星图案大得多，确实是一个令人印象深刻的结构。 在长维度上，它延伸了大约 100 光年的距离。 分子气体的总量约为太阳质量的20万倍。 大部分云不会在可见光下发光，而是通过尘土飞扬的气体在红外和无线电波长下释放的辐射而背叛了它的存在。
用可见光和红外绘制\(\PageIndex{2}\)猎户座图。 (a) 猎户座之星群以希腊神话中的传奇猎人命名。 猎户座腰带上的三颗星紧密相连。 古人想象着腰带上悬挂着一把剑；这把剑中蓝线尽头的物体是猎户座星云。 (b) 同一区域的广角红外视图是用红外天文卫星拍摄的。 在这张假彩色图像中，加热的尘云占主导地位，许多在（a）部分脱颖而出的恒星现在已经看不见了。 一个例外是酷炫的红巨星 Betelgeuse，它可以看作是蓝色三角形左顶点（猎户座左腋下）的淡黄点。 Betelgeuse 右边的黄色大环是一颗爆炸恒星的残余物。 红外图像让我们看到猎户座分子云到底有多大，到底有多冷的物质。 在左边的可见光图像上，你只能看到两个星际物质的彩色区域——猎户座腰带左端和下方的两个亮黄色斑点。 较低的是猎户座星云，较高的是马头星云的区域。
猎户座腰带中的恒星通常有大约500万年的历史，而悬挂在猎户座腰带上的 “剑” 中间的恒星只有30万至100万年的历史。 距离剑的一半左右仍在形成恒星的区域被称为猎户座星云。 在该区域发现了大约 2200 颗年轻恒星，其直径仅略大于十二光年。 猎户座星云还包含一群名为 Trapezium 的紧密恒星（图\(\PageIndex{4}\)）。 用小型望远镜可以很容易地看到最亮的梯形星星。
图\(\PageIndex{3}\) Orion Nebula。 (a) 猎户座星云在可见光下显示。 (b) 利用近红外辐射，我们可以在尘土飞扬的星云中看到更多细节，因为红外线比可见光更容易穿透尘埃。
相比之下，我们自己的太阳邻域，恒星之间的典型间距约为3光年。 在可见光下只能看到猎户座星团中的少量恒星，但是红外图像（能更好地穿透尘埃）可以探测到该组中的2000多颗恒星（图\(\PageIndex{4}\)）。
图猎户座星云的\(\PageIndex{4}\)中央区域。 猎户座星云藏有太阳系附近一些最年轻的恒星。 星云的核心是 Trapezium 星团，它包括四颗非常明亮的恒星，它们提供了使星云如此明亮地发光的大部分能量。 在这些图像中，我们在（a）可见光和（b）红外线中看到了星云的一部分。 可见光图像中心的四颗明亮的恒星是 Trapezium 恒星。 请注意，在红外线中看到的大多数恒星都完全被可见光图像中的灰尘所掩盖。 （来源 a：美国宇航局、C.R. O'Dell 和 S.K. Wong（莱斯大学）作品的修改；来源 b：美国宇航局对作品的修改；K.L. Luhman（哈佛-史密森尼天体物理学中心）；G. Schneider、E. Young、G. Rieke、R. Thompson（亚利桑那大学管家天文台））
对猎户座和其他恒星形成区域的研究表明，恒星的形成不是一个非常有效的过程。 在猎户座星云区域，云中约有1％的物质已经变成了恒星。 这就是为什么我们在梯形恒星附近仍然可以看到大量的气体和尘埃的原因。 剩余的物质最终会被加热，要么是通过形成的热恒星的辐射和风，要么是质量最大的恒星的爆炸。 （我们将在后面的章节中看到，质量最大的恒星会很快经历生命并以爆炸告终。）
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无论是轻柔的还是爆炸性的，新恒星附近的物质都会被吹入星际空间。 现在可以很容易地在可见光下观察到较旧的恒星群或星团，因为它们不再被尘埃和气体所笼罩（图\(\PageIndex{5}\)）。
图\(\PageIndex{5}\) Westerlund 2。 大约 200 万年前，这个名为 Westerlund 2 的年轻恒星团在 Carina 恒星形成区域内形成。 星团内热恒星的辐射产生的恒星风和压力正在吹动和雕刻周围的气体和尘埃。 星云中仍然包含许多尘埃球。 恒星继续在更密集的星云球和支柱中形成。 这张哈勃太空望远镜图像包括星团的近红外曝光和对周围星云的可见光观测。 星云中的颜色以氢气的红色光芒和发光的氧气发出的蓝绿色为主。
尽管我们不知道最初是什么原因导致了猎户座中恒星的形成，但有充分的证据表明，第一代恒星触发了更多恒星的形成，这反过来又导致了更多的恒星的形成（图\(\PageIndex{6}\)）。
人物\(\PageIndex{6}\)传播恒星形成。 恒星的形成可以在分子云中逐渐移动。 最古老的恒星组位于图表的左侧，并且由于单个恒星的运动而扩大。 最终，群中的恒星将分散，不再被识别为星团。 最年轻的恒星群位于右边，在分子云旁边。 这组恒星只有一到两百万年的历史。 这些恒星周围的热电离气体的压力压缩了分子云附近边缘的物质，引发了引力崩溃，从而导致更多恒星的形成。
触发恒星形成的基本思想是：当一颗巨大的恒星形成时，它会发出大量的紫外线辐射，并以恒星风的形式喷出高速气体。 这种能量的注入会加热恒星周围的气体并使其膨胀。 当巨星耗尽燃料供应时，它们会爆炸，爆炸的能量也会加热气体。 热气堆积到周围的冷分子云中，压缩其中的物质并增加其密度。 如果密度的增加足够大，重力将克服压力，压缩气体中将开始形成恒星。 这种连锁反应 —— 一个区域中最亮、最热的恒星成为 “隔壁” 恒星形成的原因 —— 似乎不仅发生在猎户座中，而且发生在许多其他分子云中。
有许多分子云只形成（或主要）低质量恒星。 由于低质量恒星没有强风，也不会因爆炸而死亡，因此这些云中不可能发生触发的恒星形成。 还有一些恒星在较小的岩心中相对孤立地形成。 因此，并非所有恒星的形成最初都是由巨型恒星的死亡触发的。 但是，可能还有其他可能的触发因素，例如螺旋密度波和其他我们尚不了解的过程。