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太阳系被神秘「气泡」包裹着,直径达1000光年,这气泡究竟是啥?

2024-09-03科学

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地球在太阳系里,太阳系又在银河系中……

不过在 2022 年 1 月 12 日,【自然】杂志上发表的一篇论文说,咱们的太阳系实际上被一个直径足有 1000 光年的神秘泡泡包裹着,并且就在这泡泡的正中间。

从这张图能瞧出来,气泡的多数地方挺空的,不过在这气泡的边儿附近,还是有着一些年轻的恒星。

真不敢想,都有 45 亿年岁数的太阳,竟然也被圈在一个大大的气泡里,只能跟一群新的旧的恒星待在一起。

那这个神秘气泡到底是啥?它跟周边的恒星是咋形成的?为啥太阳在中间位置?

【神秘气泡】

太空望远镜科学研究所的哈勃研究员凯瑟琳·扎克把这个气泡说成是:

一个密度低、温度高的等离子体腔,被一层冰冷的中性气体和尘埃环绕着

为了能把气泡跟恒星的形成过程探究得更清楚,欧洲航天局借助盖亚卫星,对恒星的位置、距离还有运动展开高精度的模拟与绘制,从而构建出不同恒星形成区域的三维地图。

这张三维地图会运用盖亚卫星的运动数据,去描绘气泡在时间变化中,于其内部形成恒星区域的情况。

经过对三维地图的研究,凯瑟琳·扎克做出这样的解释:

我们找到了周边所有恒星形成的相同源头,差不多能说清距离太阳 500 光年以内每个恒星形成的区域,到底是怎么开始的

一个生命结束了,就代表着新生命要诞生了,这就是个轮回,宇宙也是这样的。有些恒星的生命到头了,就会导致超新星爆炸。

研究人员发现,这个气泡的形成跟古老的超新星爆炸有联系。大概从 1400 万年前起,一系列超新星爆炸每隔百万年就出现一次。

超新星爆炸的时候,差不多把积攒了一辈子的力量全给释放出来了,所以会造成巨大的冲击波。

这威力超强的冲击波会把周边的气体和尘埃云卷起来,促使气体和尘埃聚拢,从而形成一层厚厚的寒冷外壳。

这样一来气泡的表面就有了,这个大得很的气泡被叫做「本地气泡」。本地气泡不会休眠,会以每秒 6.7 公里的速度接着变大。

气体和尘埃云能给气泡里一些年轻恒星的形成提供大量燃料。随着时间慢慢过去,外壳会形成一连串分子云,这儿就成了新恒星诞生的地方。

【恒星的形成】

在本地气泡里头,有成千上万颗恒星。有些老恒星的岁数常常超过 1400 万年。另外还有好几千颗老恒星呢,这些年轻恒星的出现,是因为超新星爆发。

超新星爆发,确实是产生恒星的一种途径,可并非唯一的途径。通常来说,恒星是由气体和尘埃云经过长时间的积累才形成的。

气体跟尘埃,能一块被叫做分子云。分子云是由原子、分子还有一些尘埃掺和在一块儿构成的。

可别小瞧了这些分子云,单个分子云的质量能比太阳重几十万倍呢,大小也跟整个太阳系有得一拼,甚至比太阳系还大。

分子云的位置可不是一直不动的,它们会朝着各个方向挪来挪去,到处飘。

分子云这种没规律的运动,还会让它里边的原子和分子分布不匀乎,这样一来,分子云里有些地方的物质就比其他地方的物质多。

不过要是分子云里的气体跟尘埃,在某个区域积攒到一定程度的时候,这个区域的那些物质,就会由于重力作用开始塌缩。

分子云起初的温度特别冷,最低能冷到绝对零度。可一旦气体和尘埃在分子云里的某个区域开始坍缩,这分子云就会慢慢变热。

这个物理原理挺简单的,一旦物质相互挤压,物质的密度变大,物质的温度就会跟着升高。

当坍缩的区域达到 10000 天文单位那么大的时候,恒星就开始真正形成啦,并且这个坍缩的区域往后会变成恒星的内部核心。

但实际上,恒星形成可没那么简单,一颗恒星的出现和消失,常常得经过好几百万年甚至几十亿年这么长的时间。

【太阳为何在中央?】

讲明白了气泡和恒星是咋形成的,那为啥太阳系恰好就在气泡的正中间呢?实际上啊,这纯粹就是个巧合。

在第一颗超新星爆炸的时候,太阳跟它离得可远啦,远到有 1000 光年那么远呢。

后来呀,太阳系在银河系周边进行太空旅行的时候,像个不请自来的客人,碰巧进到了这个气泡的正中间。

研究人员估计,太阳大概在 500 万年前「进了」这个气泡,甚至太阳在这之前也许还在好多别的气泡里待过。

这种恒星形成的气泡在整个银河系挺常见的,这次发现的本地气泡也就是其中之一,不过太阳系正好就在这气泡的正中央,这种情况可就稀罕啦。

不过呢,就是因为当年太阳系意外地「闯」进来,才让这个气泡变得特别。