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最新研究表明:太陽系位於一個泡泡內,直徑約1000光年

2024-07-03科學

現代的天文學發展日新月異,冒出各種新概念、新理論、新發現,宇宙的奧秘也漸漸被我們揭開一角,太陽系所處的位置又是什麽樣呢?
最近有研究人員發現,其實太陽系與銀河系之間還隱藏著一個新的一級宇宙結構,人們對於這個結構意外之余又充滿了好奇。

這個結構是什麽?
它是如何形成的?
又有何影響?
它和太陽系有著什麽關系?

一、太陽系所在位置的「本地泡」。

我們先回顧一下太陽系的位置,概括來講:
太陽系是位於銀河系的一個旋臂內的外圍位置,銀河系是一個類似於飛碟狀的結構,銀心區域是最為密集的,遠離銀心的地方星星就越稀疏。
銀河系和太陽系內部也是充滿著星際塵埃和瓦斯的,雖然比例很小,但卻是構成宇宙的重要成分,甚至是太陽系內恒星形成的原材料。

在太陽系和銀河系之間,天文學家還把它們之間的區域命名為「洛克曼間隙」。
按照目前的觀測來看,洛克曼間隙內的瓦斯以及恒星的密度都是很小的,洛克曼間隙可以被認為是一個低密度的、比較稀薄的區域。
這可能與太陽系所處的「郊外」區域的物質密度有關。

在2008年,有研究人員利用ESA的HIPPARCOS衛星以及其他裝置在對太陽系附近的區域進行測量後,宣布他們在這片區域發現了一個新的空間泡,他們稱其為「本地泡」。
隨後又有人發現了「本地泡」的上層存在著一個比較顯著的黑暗缺口,這對於我們認識整個「本地泡」的形成和性質有著重要的影響,先不提這個黑暗缺口,我們先來了解一下「本地泡」。

經過一些對太陽附近區域分布的數據進行統計後,研究人員發現,從1千光年到1.6千光年這段區間內,恒星的密度呈現出顯著的減小現象,同時還發現在這一範圍記憶體在著大量低能量的太陽粒子。
經過進一步研究發現,這個範圍內比較稀薄的瓦斯以及低能量的太陽粒子,可能是由於它們被一塊比較高溫的區域所隔離開來,而不停地向外擴散所造成的結果。

這就讓人有了一種新的猜想:這個高溫的區域可能是由於一顆恒星的爆炸釋放出的恒星風所形成的巨型氣泡,於是人們對這個新概念產生了很大的興趣。
在此之前,從未有人想過恒星之間還會存在這樣巨型的氣泡,太陽系、包括銀河系在內都是被認為構成了宇宙最龐大的一級結構。
然而「本地泡」的出現打破了人們以前的認知,太陽系所處的位置不僅不是銀河系內部,還不是銀河系外面的「洛克曼間隙」,而是「本地泡」中間。

這個「本地泡」可以說是太陽系周圍一個新的一級宇宙的結構,而太陽系和巨型氣泡之間的距離跟太陽系和銀河系之間的距離差不多,都是在幾光年到幾千光年的範圍內的。
這個「本地泡」是由什麽產生的呢?
人們後來又透過對銀河系中間巨大的24-36型復合星圖譜進行觀測,並利用電腦進行模擬,最終發現這個「本地泡」內包含了1000多顆恒星,但是恒星的密度卻非常的低,只是相比於銀河系內部的密度,太陽附近的密度要小兩三個數量級。

這就讓人更加明白,「本地泡」是由一顆比較大恒星變成了超新星後形成的。
超新星爆發會釋放出相當於10^44焦耳的能量,在1400萬年前,銀河系中間的一個離太陽大概150-300光年的地方爆發了一顆非常大的超新星,然而這個地方離太陽雖然不算很遠,但是由於銀河系中間處於「本地泡」的邊緣,所以太陽所受的影響並不是非常大。

在爆炸後巨大的沖擊波在銀河系中間不停地擴散,最終形成了一個類似巨大氣泡的圓形結構。
這個結構就是「本地泡」,「本地泡」中央是由比較高溫的電漿氣泡構成的,氣泡的溫度約為10000-100000開爾溫,由於溫度比較高,所以裏面幾乎是全部是游離的瓦斯,這就是電漿。

由於電漿散發出的光子能量較大,人們才能在光學望遠鏡中對「本地泡」中心進行觀測和發現。
「本地泡」的厚度約為100光年,直徑大約為1000光年,它包圍了太陽系和一系列的恒星,形成了這個新的一級宇宙結構。
「本地泡」最外層則是構成它的邊界的中性瓦斯和星際塵埃,由於邊緣處的溫度不是特別的高,所以星際塵埃幾乎都是中性的,這也為太陽系內部恒星的形成提供了非常好的條件。

因為星際塵埃的存在,我們現在在地球上看到的夜空中的繁星之所以能夠如此美麗,是因為星際塵埃在散射和吸收恒星的光芒後產生的結果。
而「本地泡」的邊緣的中性瓦斯在銀河系的螺旋臂區域是存在著的,所以有可能在地球外星際探測裝置監測到來自外太陽系星系的瓦斯和塵埃樣本。

二、「本地泡」的影響。

在「本地泡」形成以後,太陽系也被緩慢地吸引到了「本地泡」中,直到現在太陽系已經位於「本地泡」的中心位置。
然而「本地泡」並沒有停止膨脹的跡象,而是在不停地膨脹和生長,同時這些恒星也在不斷運動和互相之間進行重力的牽引。

這就導致了,當前太陽系所處的「本地泡」以及星際塵埃所儲存的物質在未來的演化中有可能會形成新的恒星或者行星,太陽系也有可能會被牽引到新產生的結構中去。
在未來500萬年,太陽系有可能會繼續被牽引到更加中性的區域中去,然後「本地泡」將會離我們遠去,太陽系將進入另一個新產生的泡狀結構中,而「本地泡」也將不再進行膨脹,最終會變成一個固定的結構。

在爆發出這一級別的超新星之後,「本地泡」中出現的低密度高溫電漿所散發出的X射線和伽瑪射線掃過太陽系所處的「本地泡」,這對於太陽系內的恒星形成的演化有著至關重要的影響。
因為高溫高能量放射線所產生的電子和離子會跟恒星的磁場進行作用,高速運動的離子和電子會產生放射線,這也會導致恒星的放射線流進行阻礙,從而影響太陽系內部恒星的形成。

與此同時,太陽系和「本地泡」的距離以及相對速度也決定了X射線和伽瑪射線對於太陽系的影響不會太大,尤其是「本地泡」邊緣處的中性瓦斯和星際塵埃還可以對太陽系進行遮蔽,從而保護太陽系免受強電磁放射線的影響。
「本地泡」中所包含的1000多顆恒星也表明這個超新星在爆發出來後產生的氣泡邊緣處的環境可能對新的恒星的形成有著極大的影響,這個新的宇宙結構也可能會變成新的孕星區。

有人推測,1400萬年前產生「本地泡」的超新星爆發是屬於一種特殊的型別,如果這種特殊的超新星爆發方式經常出現的話,那麽銀河系可能就會變成由像「本地泡」一樣的泡狀結構進行構成了,同時超新星爆發的次數也會比現在更加頻繁。
但是令人意外的是,人們並沒有觀測到這一現象,好奇地問:太陽系如果繼續前進演化成為新的結構,這對於太陽系內部會有什麽樣的影響呢?

三、超新星爆發對太陽系的影響

超新星爆發產生的能量是非常巨大的,每一顆超新星爆發都可能釋放出幾十倍於太陽的能量,還有部份則會轉化為中子星或者黑洞,就連被稱為「幼年」階段的恒星都會在自己的壽命終結時變成超新星爆發並釋放出巨大的能量。

人們推測最大的一次超新星爆發可能釋放出超過10^46焦耳的能量,這對於星際之間的物質都會產生巨大的影響。
如今銀河系中每隔100年的時間就會出現至少三次超新星爆發,在1400萬年前,太陽所處的「本地泡」就已經有1000多顆恒星,在1400萬年前太陽所在的血統也已經有2到3顆超新星爆發產生的巨大能量,但是這並沒有對太陽系內部有什麽不利的影響。

可能是這個「本地泡」內部的超新星爆發產生的能量是在電漿氣泡的內部,所以才不會對太陽系等中性瓦斯產生不利影響。
但在銀河系內部,每100年就會有兩到三顆超新星爆炸釋放出的能量,但是這種能量所產生的後果,對太陽系內部的中性瓦斯以及行星軌域的穩定性都會產生非常大的影響。

由於銀河系內部多顆超新星爆炸會釋放出大量的高能量粒子和電磁放射線,這些粒子和放射線會對太陽系內部行星的軌域進行影響,同還會對太陽系內部行星的物質產生一定的作用,這可能會造成地球軌域不穩定,甚至被甩出太陽系,這就對太陽系的穩定性產生很大的影響。

而太陽系內碰到遊蕩黑洞或是老年恒星所形成的超新星爆炸,這些能量的影響幾乎是不可忽視的,這對於太陽系內部的穩定性會是一個非常大的威脅,人們需要對這一類宇宙災難進行重視和預警。

結語

太陽系所處的位置,既是宇宙中的微觀結構也可以代表宇宙的宏觀結構,人們對太陽系的研究能讓我們更加深入地去探尋整個宇宙結構的奧秘。

隨著科技的不斷進步,對太陽系周圍的宇宙結構的探測和理解也會更加深入,這也有助於我們更加準確地預測太陽系未來的演化軌跡。