巨型分子云 giant molecular cloud
由冷的气体和尘埃构成的星际云，有几十个到几十万个太阳量量。
十年前仍未?槿怂木扌头肿与?，是銀河系中更大的物體，也是大部门星球誕生的所在。
天文?W家研究星球之构成所面臨的??題，就好像於十九世紀心理?W家研究胚胎的成長一?印．?星球起始之際，我???o法觀察到，因?樗灰?影?m埃及?怏w凝聚成的不通明?所包?５鹊竭@?与?散開後，我??看得??星球?r，它若何發光發?岬?C造?s早已開始。
猶如一??重生?阂话悖绾纬尚蔚木?索已??o法逃?ち恕?
我??已熟知，一些碟狀星?的螺旋臂部门（例如本銀河）是一些星球的誕生?。近?淼难芯扛宄仫@示，大部门星球的誕生?是在本銀河的螺旋臂中，庞大的?浞肿与?複合體?取＿@些複合體和某些星?F一?樱煞Q得上是銀河系中更大的物體，且它??的?的勘刃?F?多。
它??占了銀河系中?怏w的大部门，然而十年前?未曾?槿怂?
星際間的?怏w
想要领会分子?複合體，必?先领会其組成。在黑夜裡，放眼向天空望去，你或許?X得星際間是一片空?纾??有?|西存在，但长短常稀薄。就拿??碇v，?橛钪嬷凶钬S富的元素，在星際間的均匀密度不超過每立方公分一??原子。
星際間的物質能够多種形式存在，有?r候???岬??B星?；有?r候?楹诎敌请?，??⒈翅嵝乔蛩l出?淼墓庹谧 ？?之，星際間的物質之組成?K不很均?颍忻芏雀咭灿忻芏鹊偷?^域。有人?⒚芏雀哒叻Q?椤鸽?」，密度低者稱?椤鸽?際?怏w」。
起初人??認?檫@些?中含有?湓樱?K混有少量（大約10％）氦原子和較重的原子，别的有1％?槲⑿〉?m埃。
這些?m埃??p弱布景星球所發出的光：凡是吸收在可?光範??鹊墓猓懦黾t外光，因而這些?看起?聿煌该鳌?
近十年?恚?渡鲜鼋M成的观点有严重的改?，人??認?榻M成?的是「分子」而非原子。?烧咧町??榉肿与?比原子?冷且密。銀河系中約有10～50％的?怏w是以分子形式存在。
凡是一?F?不是全?榉肿樱褪侨?樵印５亲畲蟮姆肿与?似乎外面都包了一?釉?狻７肿邮怯???以上的原子所組成的?定?挝唬羌?質所能朋分的最小?挝唬跃哂衅浠?W性。
分子也和原子一?樱煞懦龌蛭漳骋惶囟úㄩL之?磁?射。每一??波長可在光譜上逐个?Τ觥Ｈ羰前l射光譜?t?槊骶?；若?槲展庾V?t?榘稻?。
?度魏我???特的分子均可?y得?蛋?l光譜?，且其波長可量到百萬分之一的精度。若我??朝著天空的某一标的目的??y得??l光譜?，且這些光譜?可與已知的某??分子的光譜相符，?t誤認的?C?愫苄 ?
旋轉的分子
然而，這?K不是說鑑定巨型分子?複合體是件??蔚墓ぷ鳌Ｗ畲蟮碾y題是?o法在分子?的一般?囟龋s10°K的低?兀┫拢?y得分子?的配角──?浞肿拥妮?射。
重要的是，分子?中的分子是?D的，并且?倪h?看?恚诵D相?於分子?入?子在做週期振盪。事??上，旋轉使?子?砘卮┧螅缤?子在天?中移?右话恪Ｄ骋惶囟ǖ姆肿又挥???固定且不連續之轉速。?母咚僮??榈退?r，?子?懦瞿芰俊?
一般認?榉肿与?質量的99％??浞肿印Ｓ伸?浞肿?ΨQ於其轉軸，所以分子?鹊????子的均匀位置就在轉軸上。
因而，?浞肿拥男D?K不?斐呻?子的振盪。更中?地說，就是改?轉速?r，?K?o?子放出能量。
幸?分子?中有少量的分子是不?ΨQ的。這些分子中的?子均匀位置不在轉軸上。分子的碰碰（?ΨQ或不?ΨQ）的頻率很大，且有足?虻哪芰慨a生差别旋轉?B之轉移。
分子?所發出之?射，就是這些不?ΨQ分子的旋轉?B轉移而產生的。其波長凡是在?坠值绞种还遄笥遥虼丝捎?o??波望遠鏡?y得。
目前在太空中已有53種分子被確認出，另有4???不太確定。這些分子中有許多（包罗良多含量大的）是地球上常?的??畏肿樱缢⒍趸肌薄⒓兹℉2CO）等。
其他另有些如OH及HCO+等，?H在???室中製造出?恚?樗???O易反?诘厍蛏系奈镔|密度下，?⒓醋饔谩Ａ硗膺?有C4H、HC7N、HC9N，這些分子尚未在地球上發現過，其存在是根?碚?推算出?怼Ｍ扑愕倪^程是，先假設某些不明?碓吹淖V?是某分子發出的，進而由?算?眍A?y此分子其他譜?的波長。
?這些預?y出?淼淖V?在分子?光譜中找到?r，我??即可推?啻朔肿哟嬖陔??庵小?
目前所?y得最複雜的分子?镃H3CH2OH，即乙醇。根??R里蘭大?W的墨克曼（B。M。Zuckman）等人的觀察，銀河系中心的酒精之多，足以?⒌厍蜓b?M十萬次?有餘。
不過因?榉肿与?中含水甚多，約?橐掖嫉氖f倍，所以這瓶酒的「?舛取怪挥?。001％。何?r有?r???в幸稽c不宜?用的氰化?洌℉CN）。
目前所能?y得含量較多的??B分子不过是由?洹⑻肌⒌脱跛M成（少?颠?含矽和硫）。這??組成正反映著宇宙間一般的元素相?俊?湟约昂ぃㄋ嵌栊?怏w，所以不?纬煞肿樱┰谟钪嬲厥贾H便构成，而碳、氮、氧及一部门的氦是在星球?炔可钐?發生核交融?r所產生的次要產物。
這些在星球?炔亢铣傻脑兀山?捣N途?缴⒉サ教罩校河械模ㄒ苍S所有的）星球操纵粒子風?魉统鋈ィ挥械?t?⑼?拥暮w物質??出（?成新星）；以至有些星球產生很??烈的爆炸构成超新星，而?⑵浯蟛糠治镔|??放到星際空間去。
一氧化碳的重要性
?读私饩扌头肿与?複合體性質更具?獻的要算是一氧化碳了。
這是由?????室的威?遜（R。W。 Wilson）、?芨テ?（K。B。Jafferts）及賓加斯（A。A。Penzias）所發現的。太空中所含的一氧化碳，大約只要?浞肿拥囊蝗f分之一，但它在低??r仍可發出很??的?射。同?r???y結果顯示，一氧化碳與其他分子相較，它的散布與?渥钕嘟Ｒ谎趸寂c?渑鲎册幔淖?其旋轉?B而放出?射。
因而，一氧化碳的?射可做?樽粉?星際間分子?怏w的东西，就好像染色?┛山野l生命組?的結??一?印?
1973年，哥??比??大?W的塔克（K。 D。 Tucker）、?焯丶{（M。L。Kutner）與戈達太空研究所的撒度斯（P。Thaddeus）?y定了獵?粜亲旭R頭星?附近的一??分子?，發現?分子?延展成6平方度的天空，相?於被月球遮蓋面積的30倍。
由於分子?的面積如斯之大，引起了一??很奇异的??題，?o??波望遠鏡自某一?^域所搜集得的?射量與??y之距離成反比。塔克諸人所用的?榈轮蓰?克唐納天文台的五公尺望遠鏡，它可?y得曲??。3分的範??纫谎趸妓l出?淼妮?射。?過一週的觀察之後，他??分?e?碾?的150?搜集到資料。
但若是每次只看2。3分，而要?⒄???完全觀?y完?，?t需連續不?嘤^?y六??月之久。目前已知，他??所研究的只是銀河系中4,000??分子?中的此中一??。所以想要把銀河系中所有的分子?均觀?y到，所需耗費的?r間可想而知。
?榱私?Q這????題，必?設?一??小型且有更????野的望遠鏡。
於是撒度斯和?酌芯可⒓??在哥??比??大?W設?了一??1。2公尺的望遠鏡。這是一?新的?L?，因?榘??世紀以?磉??]有一位天文?W家在紐約市觀?y過。他??怕大都会的一氧化碳??_觀?y結果。其???σ谎趸疾ㄩL的?波而言，今日的紐約天空仍像印地安人栖身?r一?拥那宄骸Ｓ伸洞蠖际幸谎趸嫉淖V?因大??毫Φ挠绊??得很??，可?氖占玫挠??中扣除。
撒度斯的新望遠鏡一次可涵蓋的面積比以前大12倍。這?右?恚?⒃S多的分子?繪製成?D便有可能了，但解相力稍差。布里?（L。Blitz,本文做者）也?⑴c了在哥大的觀?y工做，這??研究小組尚包罗G。 P。 Baran、 G。 Chin、 R。
S。 Cohen及丘宏義等人。
比及1977年，人??已领会到更大的分子?有些配合特征：第一，它??的質量大約是太?的十萬到二十萬倍；第二，其密度?槿请H物質均匀密度的100倍，但是?自己?炔康拿芏缺饶壳???室所能達到的实空水平?要稀薄；第三，?中的?怏w各自集成許多?F，而每一?F的密度?檎???均匀密度的10倍，以至有?r候也能够找到比這密度更大的。
因?樗须?均有此結??，所以叫做複合體。所有的複合體形狀均?O不??t，但?界很明顯，凡是呈?長狀，最長可達100秒差距（?附文解說），一般均在45秒差距摆布。
生命短?旱木薮蠛阈?
到1977年人??也晓得了分子?是星球誕生的地點，很可能所有星球便是如斯誕生的。
人??之所以有這種观点的原因，是與星球的天性有關的。由於太?是顆很通俗的恒星，所以其質量、亮度等常被用?槎攘科渌乔蛐再|的?挝弧？梢?的恒星的質量範?苄。??0到1／12??太?不等，亮度的範??t較大些。最亮且最重的恒星亮度可達太?的一百萬倍；最暗的大要比太?暗十萬倍。
恒星消耗核子燃料（或是質量）的速度與其放出能量的速度有關。因而最亮的恒星的燃料消耗速度比太?快一百萬倍。例如，最亮且最重的恒星──ο星，?過三百萬年便??辏蠹s比太?快了3,000倍；而最暗且最年輕的恒星?t比太?慢1,000倍。
質量大，生命短?旱摩闲?懦鲎贤饩?，但在天空中我??看起?硎撬{白色。
更重要的是，這些紫外?能?蛴坞x?@在它周??怏w，使分子合成?樵樱踔劣?r候??㈦?子游離出。??子回?碇匦陆Y合?r，?懦鎏囟úㄩL的光。值得留意的是，?子與質子結合成?湓?r?懦??烈的紅光。一些年輕的恒星常常就這?映?槲?光??B星?（fluorescent gaseous nebulas）的激發能源。
天文?W家?⑦@些?系定名?镠Ⅱ?^域。
早在1970岁首年月期，天文?W家開始?ふ乙谎趸?r，便發現HⅡ?^域是最抱负的?ο蟆Ｋ跃扌头肿与?複合體和HⅡ?^域有亲近的關?S。事??上，加州大?W的柏克萊分校的費契（M。Fich）和?????室的史塔克（A。
A。Stark）比来的研究顯示，大約有80％的HⅡ?^域與分子?有關連。游離HⅡ?^域的ο星生命期很短，所以?o法離開其誕生?很遠（即便以每秒十公里的速度行走，三百萬年的生命期只走了30秒差距，仍在複合體之?龋Ｒ蚨??能够推?ο星是在複合體中誕生的，它??放出的光形成了HⅡ?^。
ο星不?H能?蚴咕扌头肿与?複合體?鹊?怏w游離，同?r具有推?恿Α?怏w可由複合體外表以每秒10～12公里的速度被??出。如斯大的速度??好能够抵消分子?的重力吸引。因而，複合體?炔?嗾Q生的巨星，在?登f年之?缺??⑵浯档??消?散。
我??信赖，恒星之興起是連續的。?HⅡ?^域與巨型分子?複合體相連?r，由HⅡ?^域所產生的?射?毫唉闲?炔克a生的粒子風?毫Y合起?恚?ρ}合體形成一股衝?簟Ｑ刂n?糁?^域，?怏w的?囟取?毫懊芏染?×业淖?化，結果分子?怏w遭到?嚎s。
在一般狀?r下，??炔康?毫Γㄒ簿褪桥蛎?力）大致上可與其自己的重力连结平稳。若感化力标的目的改??t??е卤?ⅰｋ???戎?毫θ绾萎a生，迄今仍不很清晰。我??已知10°K的?囟炔蛔阋援a生?毫ΑＴS多人認??怏w中的磁?鍪顷P鍵所在。在許多情况下，似乎??怏w遭到衝?舳?嚎s?r，小?F?怏w的本身重力?黾佣?o法不崩?ⅰ＿@些小?F繼續凝縮後便构成一??星球。
?的昵埃犯鹆眨‥lmegreen）和拉達（Lada）發展出一套衝??扌头肿与?複合體所產生之影?的形式。他??阐发HⅡ?^域與一?泳?蚍肿?怏w的交互感化，認?橐??星球构成所產生的衝?簦纱偈沽硪??星球的產生。就在?的昵埃乜巳R的克萊恩（R。
I。Klein）和美??⒙逅_拉摩斯???室的史丹佛（M。T。Stanford）及威特克（R。Wittaker）也提出了一??形式，?Ⅱ?^域與不均??怏w?間的感化有更精確的解?，他??認?樾乔蛐纬煽赡芙?過一?×业倪^程：?衝??砼R?r，?怏w?F?幌??嚎s，產生?缺?
原?t上，由老一?的恒星引發產生新的恒星這种過程，可不断進行到複合體中所有的?怏w都轉??楹阈牵虮淮瞪⒊尚请H介質?橹埂＋C?粜请?和薔薇星?中含有好?状乔颍闶??例證。
亦有證?@示，星球可於複合體中天然發生。天文物理中心的史蒂?（M。T。Stier）、?芊疲―。T。Jaffee）及菲佐（G。G。Fazio）指出，在與?W米茄星?（Omega Nebula）有關連的巨型分子?複合體中，各?都可?到質量頗大的星球构成，?K不但限於分子?受??庑n?糁?。
此外，有?最?質量較小的年輕星球，例如T Tauri星，仿佛均生於在未受外?淼牧α恳l的地點。然而我???不晓得有几星球是天然發生的，或是有几是受外力引發的。星球的构成?有待我??更進一步的探?。
?的?勖?
現今在太?附近（2,000秒差距以?龋┮阎木扌头肿与?複合體，均丰年輕星球????构成的跡象。
以至有些正在构成的星球年輕到?只放出紅外?。因而似乎在?一成形之後，複合體就開始有庞大的星球构成。在上限方面，若複合體的年齡??^一?|年，若超過一?|年，其?炔康?y流及黏??蛊溲葑?成有核心的球體，而目前所看到的分子?都是不??t并且?]有明顯向中心凝聚的現象。
因而有人認?榻袢账?的巨型分子?複合體的?勖§度f年。但是尚不克不及確定，不過其?勖蟾攀遣怀^太?系年齡的百分之一。
既然?是這麼年輕，那麼它??肯定是不?嘣谛纬芍校???生成?C造被提出。此中之一?椋悍肿与?碰碰?r便緊緊地黏在一路，而不???開（這是因?樗??之間的均匀碰碰速度比?波在?中的速度?快，所以碰碰產生震波，就仿佛音爆一?樱梢韵呐鲎驳哪芰浚＿^了一段?r間後，庞大的分子?即可由許多小?碰碰而构成了。
但此過程十分?慢，根??算顯示，除非?的年齡有??|年之久，否?t這???C造??在不?蚩臁?
别的一???C造，由柏克萊的徐先生（Frank H。 Shu）等人提出：複合體的构成是藉著充?M整??星際介質的磁??槊浇榈模淮?龅牧梢?鹘o?щ?粒子，然後藉碰碰?鹘o不?щ?之粒子，於是磁?龅牟环?定性使介質流?佣煞肿与?。
第三???C造，由艾姆葛琳所提出，認??怏w的本身重力可使?怏w合?愠删扌头肿友}合體。??硪欢ㄟ??性S多其他的?C造被提出，但這??題的谜底似乎?不到呼之欲出的地步。
?的?v史
分子?複合體的生命史，由誕生、少小、中年，而衰老、灭亡，生生不息，循環不已，此中有許多??尚?俅?y，不過大致如下所述。
?銀河中的?怏w繞著中心旋轉?r，?是?L期性地碰着介質密度較高的?^域，這些?^域是由密度波所產生。密度波是銀河中的物質?由棒狀散布的星球群或是伴銀河所引起的重力微?_所形成的（本銀河有???庞大的伴銀河，就是大、小?哲???，也有人認?槠渲行牡男切浅拾魻罘植迹Ｃ芏炔ǹ稍斐摄y河的螺旋臂結??。
在高密度?^域（也許是螺旋臂或此中某一段），?怏w聚集成大?F，這就是巨型分子?複合體。若?怏w起初?榉肿有?B，小的?可聚集成庞大的複合體；若?怏w原先?樵有?B，?t??嚎s成分子。
一旦複合體构成，質量小的恒星便緊跟著在此中各部构成。
有些?^域构成的??F?虼螅?斐删薮蟮摩闲牵畛跛??不發可?光，只能以紅外??y得。它?????谒闹艿?怏w游離，結果构成一??小的HⅡ?^域，仍?o法在可?光波長看到，但能够由紅外?及?o??波望遠鏡察覺。
HⅡ?^域?^續?U大曲到解離的?怏w與巨型分子?複合體的外表接觸?r才停行。
HⅡ?^域的?射及粒子風??散一部门的複合體，因而我??才得以窺?一些質量小的恒星。同?r，?射及粒子風亦??嚎s一些分子?怏w，构成新一代的庞大恒星。這些下一代的恒星又?^續進行游離及?嚎s，曲到複合體中大部门的分子?怏w消逝?橹梗@大要要花三千萬年。
也可能是ο型星天然生成，曲至用光?怏w?橹埂?
萊登（Leiden）天文台的俄?特（J。H。Oort）和普林斯頓大?W的史??（L。Spitzer, Jr。）提出一?假設，?複合體正值消耗之際，一些未遭破?牡?怏w?患铀俣M入星際介質?中。
於此過程中，一部门的?怏w?檩?射所游離，這些離子本身的?射??⑦@小?K?推出複合體之外，這?右?纬奢^小的分子?。例如??利桑那大?W的波克（B。J。Bok）所發現的波克球體（Bok globules）。任何由複合體中發出的質子及?子，到最後仍?Y合成?湓樱妒怯肿?回星際介質的一部门。
然後?傺刂???道繞著銀河中心運轉，曲到再碰着螺旋臂?橹埂??r构成巨型分子?複合體的過程又?⒅匦麻_始了。
複合體的散布
在巨型分子?複合體中最亮的恒星，可清晰地定出許多銀河的大螺旋結??。所以我??很天然地?氲奖俱y河系中的複合體或許可顯示出本銀河螺旋臂的結??。
一些研究小組工做了很久，但迄今其結果?有許多不合之?。原因之一?橛^?y?ο笾x??K不很完全。?有靠近銀河中心的螺旋臂部门難以?硕āＲ??o??波觀察只能得知各标的目的星際間一氧化碳的速度之散布。由此速度（因?怏w?@在銀河中心旋轉而?恚┛梢远ǔ?怏w?c銀河中心的距離，但其與太?系距離?t有???可能性，因而有歧義。
布里?、?炜幔⊿。Kulkarni）及海雷斯（C。Heiles）指出，銀河外?木扌头肿与?複合體確??集中於螺旋臂?龋嚯x銀河中心4,000～8,000秒差距?有一密集地?А３^此?，密集情况?u?p，曲到距離中心約20,000秒差距的???橹梗ㄌ?距離中心約10,000秒差距）。
?毒扌头肿与?複合體與銀河結??的關?S之研究尚在萌芽階段。例如，天文?W家現在才?u?u?缘茫}合體?︺y河系中星球散布情况有很大影?。不?H是因?樗??能?虍a生恒星，并且可??@在它??四周的星與星?F施加重力及潮力。大約25年前，史??和許瓦?齊（M。
Schwarzschild）主??，在銀河盤面垂曲标的目的的恒星散布，可能是由於庞大的?怏w?間之重力交互感化所形成的。六年前，史塔克與做者證明分子?複合體的質量與體積?虼螅梢越忉?這種恒星散布。
巨型分子?複合體所產生的潮力可能與結合較鬆之星?F間的崩?⑴c散失有關。
并且許多天文?W家?岩摄y河間γ射?的產生，是因?楦吣芰苛Ｗ优c巨型分子??鹊奈镔|碰碰的結果。天文?W家???Ψ肿与?愈留意，就發現這些??︺y河系的??在影?愈多。宇宙中任何一??新分子的發現不但是令人興?^，也??碓S多新??題。
（本文譯自L。
Blitz,“ Giant Molecular-Cloud Complexes in the Galaxy”, Scientific American, pp 72～80, April 1982）
李世琛就讀於清華大?W化?W研究所
秒差距（parsec）：
一?A弧長?橐惶煳?挝唬吹厍蛑撂?之均匀距離）其弧角?橐幻耄?t此?A之半??橐幻氩罹唷?
一秒差距＝206,265天文?挝?
＝3。
26光年
＝3。08 ×1013公里。
若由地球觀?y一天體在一年之中﹐因地球公轉使觀?y角度之更大?化與均匀角度相差一秒，?t此天體距地球?橐幻氩罹唷?