科學家發現,太陽系正處於一個巨大的「泡泡」里,直徑有1000光年

2023-06-20     魅力科學君

原標題:科學家發現,太陽系正處於一個巨大的「泡泡」里,直徑有1000光年

我們太陽系位於銀河系的一名被稱為「獵戶臂」的邊緣區域,與恆星雲集的銀河系中心區域相比,這裡顯得頗為「冷清」,或許你不知道的是,太陽系所在的區域其實比想像中的更加「冷清」,因為科學家發現,太陽系正處於一個巨大的「泡泡」里,下面我們就來看看這到底是怎麼回事。

這個巨大的「泡泡」被稱為「本地泡」(local bubble),其直徑有1000光年左右,在這片巨大的空間中,星際介質(主要是恆星之間充滿的氣體和塵埃)的密度非常低,大概只有銀河系平均水平的十分之一,不過在「本地泡」裡面卻有一些炙熱的等離子體物質,它們所發出的X射線,似乎在默默述說著這裡曾經發生過的故事。

「本地泡」發現於上個世紀七八十年代,當時的科學家們使用了多種觀測手段(包括光學、射電和X射線天文學),來探測銀河系中的星際介質,他們發現,在我們太陽系周圍,有一個相對空曠的區域,這個區域裡只有很少的氣體和塵埃,但是卻有明顯偏高的X射線輻射,隨後這片區域就被稱為「本地泡」。

在發現這個巨大的「泡泡」之後,科學家對其進行了更多、更深入的研究,而最終幫助科學家清楚地認識到「本地泡」的,則是於2013年發射升空的「蓋亞」衛星,科學家使用該衛星對「漫射星際帶」的觀測結果,製作出了「本地泡」精確的計算機模型。

科學家發現,「本地泡」在整體上並不是一個球形,它其實有點像沙漏一樣,具體表現為,在銀河系所在的平面上最窄,在平面上下方逐漸變寬,它在遠離銀河系平面的方向上是開放的,就像一個噴出去的泡泡一樣,而在這個「泡泡」的邊界之外,則是更冷、更密、更中性的氣體和塵埃。

那「本地泡」是怎麼形成的呢?科學家推測,它很可能是由「超新星爆發」造成的。

總的來講,宇宙中的「超新星爆發」可分為兩種,一種是像白矮星這種緻密的天體從外界吸積了過多物質導致的熱失控的核聚變。

另一種則是那些質量巨大的恆星在內部「燃料」耗盡之後,會因為其內部驟然失壓而迅速坍縮,在恆星的核心區域,大量的電子被巨大的重力壓入原子核,並與其中的質子結合成中子,大量的中子緊緊地「擠」在一起,形成了一個異常緻密的核心,與此同時,恆星外層的物質又會以極高的速度向內坍縮,其峰值速度甚至可以達到0.2倍光速左右,當它們撞擊其緻密的核心時,其自身攜帶的巨大能量就會在一瞬間釋放,進而發生威力巨大的爆炸。

「超新星爆發」被稱為已知宇宙中威力最大的爆炸,其短時間內釋放出的能量,甚至比太陽在其長達100億年的主序星階段所釋放出的總能量還要多。

科學家認為,「超新星爆發」所產生的物質激波以及能量輻射,會使其附近空間中的星際介質遭到猛烈衝擊,進而在宇宙空間中形成了像「本地泡」這樣物質稀少的「泡泡」,而這也解釋了為什麼「本地泡」中會存在著炙熱的等離子體物質。

而從「本地泡」的形狀可知,在遙遠的過去,「本地泡」中應該發生了多次「超新星爆發」,具體有多少次呢?科學家給出的參考答案是:在幾百萬年的時間範圍之內,發生了15次。

那麼問題就來了,如果「本地泡」真是「超新星爆發」造成的,那為什麼位於其中的太陽系,沒有被這一系列的「超新星爆發」給「炸」得分崩離析呢?

答案很簡單,要知道太陽並不是靜止不動的,它其實一直在帶領著整個太陽系圍繞著銀河系中心公轉,其速度大約為每秒220/公里,以這樣的速度,太陽系大約每2.23億年就會繞著銀河系中心轉一圈,根據科學家的估算,導致「本地泡」形成的那一系列「超新星爆發」,大概開始於1440萬年之前,而在那個時候,太陽系根本就不在當時「本地泡」所在的區域,當然也就不會受到影響了。

也就是說,太陽系只是偶然「路過」了這個巨大的「泡泡」,根據科學家的估算,目前太陽系大致處於「本地泡」的中心位置,預計再過幾萬年就能離開這片區域。

文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-cn/ff3ab51aa30409b40cce1396bafb7e4d.html