如果吃一小勺星云会怎样？ 第1页

三年前我获得「盐Club荣誉会员」的时候，主持人华少问我研究什么，我说星云。主持人一脸懵逼。

星云是个什么东西呢，我们天文学上“星云”的学名叫做“星际介质”。我们知道星系里有很多恒星，它们之间有着非常遥远的距离，这些恒星之间的广袤空间里不是啥也没有，而是飘着非常稀薄的气体，还有更少量的固体尘埃颗粒。这些气体和尘埃，统称为星际介质；它们远看起来像是宇宙间一坨一坨的云，所以俗称做“星云”。

天文爱好者们熟悉的星云分类方法是这样：把星云分为发射星云——就是自己能主动发光的星云，反射星云——就是反射周围恒星星光的星云，还有暗星云——就是相对于星空背景，暗下去一块的星云。

这是用直观的观测性质去做的一种分类。在天体物理学研究中，我们更常见的是按照星云中气体的物理状态去分类。我们知道宇宙中含量最高的元素是氢，占银河系重子物质总质量的大约74%，所以说到星云的物理状态，一般说的也是氢元素的状态。

最普通的是氢原子构成的云，这种云不发出什么可见光，一般是用21厘米的射电波段去研究，这也是我的主要研究领域。而在一些高温热源周围，比如刚刚形成的大质量恒星，或者正在死亡的白矮星周围，氢原子会被紫外光子电离，成为所谓的电离氢区。这些电离的氢原子是可以发出可见光的，尤其是一条656.3纳米的谱线，所以我们经常见到一些红色的发射星云的照片，就是这些电离氢区。而恒星诞生的地方——非常致密、温度很低的「暗星云」，这里的主要成分是氢分子，所以也叫分子云。

所以要说「吃一小勺星云是什么体验」，我们首先要意识到，吃不同种类的星云，感觉肯定也是很不一样的。

那该怎么吃呢？

首先我要澄清一点，就是我刚才说「分子云非常致密」，但其实即使是相对比较致密的分子云，它的密度也只有每立方厘米几千、几万个原子，也就是说，如果你用一个横截面积1平方厘米的小勺去收集分子云，你需要让这个小勺掠过几百光年的距离，把沿途遇到的所有氢分子都挖下来，这样你才能吃到——1克星云。

一克氢分子有多少呢？差不多就是一两个儿童氢气球。

而如果你想吃的是电离氢区，那就更麻烦了。电离氢区的典型密度是每立方厘米1个氢原子，这样你需要让这个小勺连续挖上几十万光年的电离氢区，才能挖到1克星云。这个采集任务本身就很难完成，要知道我们的银河系直径才十万光年，而电离氢区是银盘上面一个个孤岛，你不太能连续挖到几十万光年电离氢区。

咱们假设这个神奇的勺子在采集星云的过程中，只压缩了星云物质的体积，没有改变它的物理状态，包括温度。那你会发现，这一小勺电离氢，实在是太难下口：它的温度高达几万度，又是等离子体状态，与其说是食物，不如说这是一团火。

刚才那一小勺分子云也有同样的问题。分子云的温度一般只有几十K，或者说零下200多度，有的时候可以低至10K，比液氢的沸点还要低。这样可能你收集来的一小勺分子云，就是一勺零下260度的液氢。

当然，如果我们把神奇小勺采集来的这一小勺分子云当成原料食材，进行一些烹饪的话，可能还是可以得到一些更有趣的结果的：

我们可以首先把氢分子全都拿出来（用来充那几个气球），看看还有些什么别的成分——我们大概率会发现一样熟悉的东西：水。

对每100个水分子，我们还能找到大约9个一氧化碳分子、14个二氧化碳分子，还能找到2个甲烷、22个甲醇、5个甲醛、15个氨气、1个甲酸，还有不到3个剧毒的氰化氢分子。这里面有剧毒的成分我们先不讨论，剩下的大家可以很容易发现有一种有味道的气体——氨气——想象一下厕所的尿骚味。 ^[1]

实际上如果我们再仔细找一找，还能在这勺星云里找到一些更加微量的复杂分子，这些东西有的有点苦杏仁味（苯甲腈），有的闻起来像是朗姆酒（蚁酸乙酯），有的像是臭鸡蛋（硫化氢）……

星云不仅可以闻——它还可以咀嚼。

星云中除了包含氢气等各种气体，还包含少量的「星际尘埃」。如果说气体只能闻闻味儿，这些尘埃你是真的可以拿来吃了。

而且这个口感，说不定你会非常熟悉——因为星际尘埃的主要成分，是小于1微米的细颗粒物，也就是pm1——城市雾霾中的pm2.5也许会被你的N95口罩拦截，但pm1太小、太难防了，就算你天天带口罩，也难免要经常尝一点。

所以，吃一小勺星云会怎样？

1. 吃纯生星云，卒；
2. 吃烹饪过的星云，大概就像吃了一口混合着尿骚、臭鸡蛋、朗姆酒和苦杏仁味的浓缩京霾~

参考

1. ^我参考的是下列文献表2的第一列，W33A的数据。但其实这样用有不合适的地方，一来W33A是个原恒星（分子云演化到最末期了），二来这列数给的是星际冰中的分子比例，而我的初衷是找星际气体中的分子比例，这算看岔了。当然星际冰也算是「星云」的一个组成部分（星际尘埃的一部分），但拿它来代表星云整体，就有点不太合适了。 https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2000ARA%26A..38..427E/abstract