地球存在于太陽系,太陽系存在于銀河系......
但根據2022年1月12日,發表在《自然》雜志上的一篇論文顯示,我們的太陽系其實還被包裹在一個直徑長達1000光年的神秘氣泡之中,而且還處于氣泡的中央位置。
從這張圖片中可以看到,氣泡的大部分區域都很空曠,但是在這個氣泡的邊緣附近,仍然還存在有一些年輕的恒星。
難以想象,擁有45億年歷史的太陽,居然也被困在一個巨大氣泡中,只能與一群新老恒星作伴。
那這個神秘的氣泡究竟是什麼?它與其周圍的恒星又是如何形成的呢?太陽又為何處于中央位置?
太空望遠鏡科學研究所的哈勃研究員凱瑟琳·扎克,將這個氣泡描述為是:
「一個低密度,高溫的等離子體腔,周圍環繞著一層冷的中性氣體和塵埃」 。
為了更好的探究氣泡和恒星的形成過程,歐洲航天局利用蓋亞衛星,來對恒星的位置,距離和運動進行的高精度的模擬和繪制,以構建一個不同恒星形成區域的三維地圖。
三維模擬圖
這個三維地圖將采用蓋亞衛星的運動數據,來繪制氣泡是如何隨著時間推移,而在其內部形成恒星區域的。
通過對三維地圖的分析,凱瑟琳·扎克對此解釋道:
「我們發現了所有附近恒星形成的共同起源,我們基本上可以解釋距離太陽500光年以內的每個恒星的形成區域,究竟是如何開始的」
一個生命的結束,也意味著新生命的誕生,這是一個輪回,宇宙也遵循著這一規律。當一些恒星的生命走到盡頭時,它們便會引發超新星的爆炸。
據研究人員的發現,這個氣泡的形成,也正與古老的超新星爆炸有關。從大約1400萬年前開始,一系列超新星的爆炸每百萬年就會發生一次。
超新星在爆炸時,幾乎將自己積累了一生的力量,都釋放了出來,因此會引發巨大的沖擊波。
這股威力巨大的沖擊波將席卷周圍的氣體和塵埃云,讓氣體和塵埃開始聚集,并形成了一個厚厚的寒冷外殼。
于是氣泡的表面便形成了,這個巨大氣泡也被稱為「本地氣泡」。本地氣泡是沒有休眠期的,它們會以每秒6.7公里的速度繼續膨脹。
氣體和塵埃云則為氣泡中一些年輕恒星的形成,提供了充足的燃料。 隨著時間的推移,外殼開始形成一系列分子云,這便成為了新恒星的誕生地。
本地氣泡
在本地氣泡的內部,存在有成千上萬顆恒星,其中一些老恒星往往都有超過1400萬年的歷史;還有數千顆的老恒星,而這些年輕恒星的誕生,也正是由于超新星的爆發。
超新星的爆發,固然是產生恒星的一種方式,但卻不是唯一方式。恒星一般是經由氣體和塵埃云,長年累月的累積而形成的。
氣體和塵埃,也可以被統稱為是分子云。分子云是由原子,分子和一些塵埃混合物組成的。
但別小看這些分子云,單個分子云的質量,甚至比太陽還要重數十萬倍,其大小也絲毫不遜色于整個太陽系,甚至比太陽系還要大。
分子云的位置也不是固定不變的,它們會向四面八方進行移動,飄來飄去。
分子云的這種不規則運動,也會使得它內部的原子和分子分布不均勻,這會使得分子云中一些區域的物質要比其他區域的物質更多。
但如果分子云的氣體和塵埃,在某一個區域堆積到一定限度時,該區域的物質,就會因重力的影響而開始坍縮。
分子云原本的溫度是非常冷的,最低溫度可達絕對零度。但是當氣體和塵埃開始在分子云內的某一區域出現坍縮時,分子云就會開始升溫。
這個物理原理很簡單,當物質之間開始擠壓,物質的密度增加,物質的溫度也會隨之升高。
當坍縮的區域達到10000天文單位大小時,恒星也開始正式形成,而這個坍縮的區域也將在之后成為恒星的內部核心。
恒星的形成過程圖
但事實上,恒星的形成也并不容易,一顆恒星的誕生和死亡,往往需要經歷數百萬年甚至數十億年的漫長時光。
解釋了氣泡和恒星的形成,那麼為什麼太陽系又正好處于氣泡的中間位置呢?其實,這純屬是一次巧合。
當第一顆超新星爆炸時,太陽距離它還很遠,遠在1000光年的距離之外。
後來,是因為太陽系在銀河系周圍進行它的太空之旅時,以一個不速之客的身份,偶然闖入了這個氣泡的中央位置。
據研究人員推測,太陽大約是在500萬年前「闖」入到氣泡之中的,太陽甚至有可能在此之前還存在于很多其它氣泡之中。
因為這種恒星形成的氣泡,在整個銀河系其實很常見,此次發現的本地氣泡,也只是其中一個,但遇到太陽系不偏不倚直接位于氣泡中央位置的,卻算得上是罕見了。
但也正因太陽系當年的意外「闖」入,才使得這個氣泡顯得尤為特別。