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太陽系被神秘「氣泡」包裹著,直徑達1000光年,這氣泡究竟是啥?

2024-09-03科學

這篇文章有視訊版啦,想看視訊的朋友快點選這個連結:太陽系竟被包在巨型氣泡裏?直徑達 1000 光年,這裏面藏著恒星誕生的秘密

地球在太陽系裏,太陽系又在銀河系中……

不過在 2022 年 1 月 12 日,【自然】雜誌上發表的一篇論文說,咱們的太陽系實際上被一個直徑足有 1000 光年的神秘泡泡包裹著,並且就在這泡泡的正中間。

從這張圖能瞧出來,氣泡的多數地方挺空的,不過在這氣泡的邊兒附近,還是有著一些年輕的恒星。

真不敢想,都有 45 億年歲數的太陽,竟然也被圈在一個大大的氣泡裏,只能跟一群新的舊的恒星待在一起。

那這個神秘氣泡到底是啥?它跟周邊的恒星是咋形成的?為啥太陽在中間位置?

【神秘氣泡】

太空望遠鏡科學研究所的哈伯研究員凱瑟琳·查克把這個氣泡說成是:

一個密度低、溫度高的電漿腔,被一層冰冷的中性瓦斯和塵埃環繞著

為了能把氣泡跟恒星的形成過程探究得更清楚,歐洲航天局借助蓋亞衛星,對恒星的位置、距離還有運動展開高精度的模擬與繪制,從而構建出不同恒星形成區域的三維地圖。

這張三維地圖會運用蓋亞衛星的運動數據,去描繪氣泡在時間變化中,於其內部形成恒星區域的情況。

經過對三維地圖的研究,凱瑟琳·查克做出這樣的解釋:

我們找到了周邊所有恒星形成的相同源頭,差不多能說清距離太陽 500 光年以內每個恒星形成的區域,到底是怎麽開始的

一個生命結束了,就代表著新生命要誕生了,這就是個輪回,宇宙也是這樣的。有些恒星的生命到頭了,就會導致超新星爆炸。

研究人員發現,這個氣泡的形成跟古老的超新星爆炸有聯系。大概從 1400 萬年前起,一系列超新星爆炸每隔百萬年就出現一次。

超新星爆炸的時候,差不多把積攢了一輩子的力量全給釋放出來了,所以會造成巨大的沖擊波。

這威力超強的沖擊波會把周邊的瓦斯和塵埃雲卷起來,促使瓦斯和塵埃聚攏,從而形成一層厚厚的寒冷外殼。

這樣一來氣泡的表面就有了,這個大得很的氣泡被叫做「本地氣泡」。本地氣泡不會休眠,會以每秒 6.7 公裏的速度接著變大。

瓦斯和塵埃雲能給氣泡裏一些年輕恒星的形成提供大量燃料。隨著時間慢慢過去,外殼會形成一連串分子雲,這兒就成了新恒星誕生的地方。

【恒星的形成】

在本地氣泡裏頭,有成千上萬顆恒星。有些老恒星的歲數常常超過 1400 萬年。另外還有好幾千顆老恒星呢,這些年輕恒星的出現,是因為超新星爆發。

超新星爆發,確實是產生恒星的一種途徑,可並非唯一的途徑。通常來說,恒星是由瓦斯和塵埃雲經過長時間的積累才形成的。

瓦斯跟塵埃,能一塊被叫做分子雲。分子雲是由原子、分子還有一些塵埃摻和在一塊兒構成的。

可別小瞧了這些分子雲,單個分子雲的品質能比太陽重幾十萬倍呢,大小也跟整個太陽系有得一拼,甚至比太陽系還大。

分子雲的位置可不是一直不動的,它們會朝著各個方向挪來挪去,到處飄。

分子雲這種沒規律的運動,還會讓它裏邊的原子和分子分布不勻乎,這樣一來,分子雲裏有些地方的物質就比其他地方的物質多。

不過要是分子雲裏的瓦斯跟塵埃,在某個區域積攢到一定程度的時候,這個區域的那些物質,就會由於重力作用開始塌縮。

分子雲起初的溫度特別冷,最低能冷到絕對零度。可一旦瓦斯和塵埃在分子雲裏的某個區域開始塌縮,這分子雲就會慢慢變熱。

這個物理原理挺簡單的,一旦物質相互擠壓,物質的密度變大,物質的溫度就會跟著升高。

當塌縮的區域達到 10000 天文單位那麽大的時候,恒星就開始真正形成啦,並且這個塌縮的區域往後會變成恒星的內部核心。

但實際上,恒星形成可沒那麽簡單,一顆恒星的出現和消失,常常得經過好幾百萬年甚至幾十億年這麽長的時間。

【太陽為何在中央?】

講明白了氣泡和恒星是咋形成的,那為啥太陽系恰好就在氣泡的正中間呢?實際上啊,這純粹就是個巧合。

在第一顆超新星爆炸的時候,太陽跟它離得可遠啦,遠到有 1000 光年那麽遠呢。

後來呀,太陽系在銀河系周邊進行太空旅行的時候,像個不請自來的客人,碰巧進到了這個氣泡的正中間。

研究人員估計,太陽大概在 500 萬年前「進了」這個氣泡,甚至太陽在這之前也許還在好多別的氣泡裏待過。

這種恒星形成的氣泡在整個銀河系挺常見的,這次發現的本地氣泡也就是其中之一,不過太陽系正好就在這氣泡的正中央,這種情況可就稀罕啦。

不過呢,就是因為當年太陽系意外地「闖」進來,才讓這個氣泡變得特別。