恒星诞生的网络

在星团里有质量不同的恒星。小麦哲伦星云中NGC346是一片恒星诞生的地方，在诞生的恒星中大部分是相对质量小的恒星，而少有大质量的恒星，这是为什么呢？

在一个星族中恒星质量如何分布，是一个天文学家们从十年以前就开始研究的谜题。如今有两位科学家提出了一个答案，这个答案并不是基于天体物理学得出的，而是基于网络科学。

总体的结论是是明确的：大部分小质量恒星和少部分大质量恒星。1955年，天体物理学家埃德温 · 萨尔皮特（Edwin Salpeter）测量了太阳周围恒星的光度和质量之后，得出了这个结论。Salpeter(1924-2008)，原籍奥地利，先后在澳大地亚和英国学习和研究，在1948年后就职于美国康奈尔大学。在他的记录中，大约十倍太阳质量的巨大样本数量远远小于近似太阳质量的样本或者质量更小的红矮星。那些大质量的恒星通常拥有蓝色的光亮，内部氢的储存量一般小于百万年，最终会在一场壮观的爆炸后变成超新星。而红矮星则与之相反，它们能够几十亿年稳定的发出红色的光芒。

基于计算，Edwin Salpeter对于0.4-10倍太阳质量的恒星建立了一个分布函数：

m是恒星的质量，N表示在该质量范围内恒星的数量。把数学的语言翻译过来大概就是：在一个恒星数量关于恒星质量的图表中，曲线的斜率（dN/dm）与恒星的质量相关。

Salpeter将指数α确定为-2.35。因此曲线下降的：大质量恒星远远少于小质量恒星。应该强调的是，这个函数只适用于恒星的初始状态，也就是说在恒星诞生后不久的情况，对于大质量的恒星其内部还在进行主要的燃烧氢的过程。

Salpeter认为他的结论只适用于附近的宇宙中。但在接下来的观测中，这个结论在其他星族和恒星诞生的区域似乎也适用。相比较实际的观察，各处的小质量恒星更多一点而大质量恒星更少。初始质量分布方程（缩写IMF, initial mass function）在大体上还是符合的。虽然科学家们知道，这个方程不太适合小质量的恒星（小于0.5倍太阳质量），但这仅仅只是指数α的问题。结合所有的观测，这个数值大约是-2.3。

破碎的分子云

恒星诞生的基本情况都是一样的：它们通常无一例外的诞生在那些几百光年的巨大分子云中。在我们的星系中，距离地球大约1500光年之远的猎人腰间的宝剑—猎户星云，就是一个已知的例子。与星际间的介质相比较，巨大的分子云更加密集，因为其中含有许多气体和尘埃。星际介质将分子云撕碎或者分子云因为自身的重力结合形成新的恒星。

通过分子云的范围，年龄或者氢氦的占比，它们可以被完全的区分出来。因此人们可以推测，分子云的性质对恒星诞生的影响，或者是分子云之间的区别对恒星质量分布的影响。

美国密歇根州大学的安德列Andrei A. Klishin和莫斯科州立大学的Igor Chilingarian最近在学术杂志《天文物理周刊(The Astrophysical Journal)》上，对于恒星诞生初期质量分布的情况发表了一个新的看法。它们的新思路并不是十分仰仗于天体物理学的基本思路与定则，更多是来自网络科学。

在过去的几年里，网络科学唤起了人们的研究热情，因为它能解释和描述众多的现象，比如互联网的数据连接、社会网络、电力网络或者还有蛋白质复合体之间的相互影响。

分形的密度分布

气体由于它的密度和速度分布，在星际介质中处于混乱的状态。Klishin和Chilingarian的模型就是建立在这个事实基础上的。由于混乱，气体的密度分布是分形的。他们想到，这与地球上的云，雪花甚至还有花椰菜十分的相似。由于扰动的星际介质使密度分布发生变动，从而会形成较为紧密的核。再由于重力，更多的物质聚集在核的周围，最终形成原恒星。

描述这个过程用到了一个网络科学的方法，叫做“优先连接”（preferential attachment）。在Klishin和Chilingarian网络模型中紧密的分子核形成节点。节点间的连接通过引力结合。在随机连接的过程中，会产生更多的优先连接。简单的说：较大的节点会增大的更快。