原行星盘诞生记：是她孕育了行星，可她又从哪里来？(4)

图4. 哈勃望远镜90年代观测到的年轻恒星HH30的图像。黄色部分为可见光至近红外的辐射，显示出盘表面尘埃对原恒星的散射光（盘本身被严重的尘埃消光所掩盖）。绿色部分为主要由喷流中的气体发射线贡献。图片来源：C. Burrows et al. (STSCI/NASA).
到了上世纪80年代，随着人类首颗红外波段的空间望远镜——红外天文卫星（InfraRed Astronomical Satellite, IRAS）的上天，人们对恒星形成的认识有了质的飞跃。特别地，在大量正在形成早期的年轻恒星周围发现了额外的红外辐射。这一红外超出现象也表明，年轻恒星周围有较恒星更冷的物质存在，同“星云假说”中的“太阳星云”完全一致。
此后越来越多的观测都表明（比如图4），年轻恒星周围存在一个富含尘埃的气体盘，它们向中心恒星吸积，并在几百万年后消散。这些发现使星云假说不再是假说，而“星云”一词也被“原恒星盘”或“原行星盘”所取代（两词有时虽有所区分，但常在文献中通用，本文一律使用“原行星盘“），只有在特指太阳系早期形成时才仍使用“太阳星云”。
然而，观测虽然证实了盘的存在，但并不意味着问题得到了解决。相反，在这一框架下，人们需要回答更多的问题，特别是盘具有怎样的性质，在此基础上进一步回答行星在盘中形成的机理，并能够同不断积累的各方面观测证据相吻合。而更最先需要回答的问题便是：盘又是如何形成的？
03 恒星的诞生
人们对星云假说的认知历程伴随着人们对恒星形成过程认知的深化：原行星盘的形成必然伴随着恒星形成的过程。现在我们知道，恒星确实在“星云”中形成，但这里所谓的“星云”指的是星际介质中的分子云。
气体在星际介质中的分布是高度不均匀的。其中密度高的区域，气体以分子形式存在，称为分子云（图5）。这里所谓的“高密度”，每立方厘米其实只有几百至百万数量的分子，已远低于地球上能实现的真空。分子云的典型大小在10光年左右，质量在几千至百万个太阳质量。分子云中的气体运动并不规则，是高度混乱的，称为湍流。