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【春说】科学家发现:太阳系正在穿越一片高温热泡,直径超过1000光年

浏览:4     来源:太空科学站

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我们的太阳系是位于银河系的猎户座臂中,但你可能不知道的是。它还被一个巨大的、低密度、高温的等离子体腔体包围,这个腔体被称为本地热泡。其结构跨度约1000光年,是由一系列超新星爆炸雕刻而成,是银河系中众多“超级泡”之一。

 

本地热泡的概念最早源于20世纪70年代的天文观测。当时,天文学家通过X射线探测器发现,全天存在弥散的软X射线辐射,软X射线是电磁波谱中介于紫外线与硬X线之间的电磁辐射,能量较低,大约在0.1-2 keV之间,波长约0.1到10纳米之间,而这种辐射是无法用已知星际介质解释。同时其中氢原子密度,只有银河系中其他区域的十分之一,由此猜测我们可能被一个稀薄的热气所包围。

 

在1990年,科学家通过增强型罗斯卫星的全天巡天数据,获得了更详细的X射线地图,显示这个热气泡是一个椭球状结构,延伸约300-400光年,内部充满约10^6 K的热气体。这种高温气体会发出X射线辐射,这就是本地泡存在的直接证据之一。

 

同时紫外线观测还揭示了本地泡边界处的吸收线谱,表明气泡边缘有较冷的原子气体壳层,进一步证实了其泡状形态。2000年哈勃空间望远镜和远紫外光谱探测器的数据显示,本地泡的热气体含有高电离态的氧和碳离子,这些离子只能在高温环境中形成,提供了泡内等离子体存在的光谱证据。这些观测累积形成了本地泡的初步模型。

 

到了2019年,科学家利用光谱RG的X射线望远镜,绘制了首个3D地图,其精细的结构和形成机制才被确认,根据科学家获得的数据研究推测,本地泡源于一系列超新星爆炸。大约1400万年前,位于上帆座和天蝎座方向的一群大质量恒星。因走向生命末期发生超新星爆炸,每一颗释放出的能量都相当于太阳一生能量的爆发。

 

这些爆炸在几百万年的时间跨度内接连发生,并且彼此空间上相距只有数百光年左右。这些爆炸的冲击波逐渐清空了周围的星际介质,然后形成一个低密度空洞,并将剩余气体加热到100万开尔文。最终形成了直径1000光年的本地泡。

 

其实原本我们的太阳系并非在本地泡内。在1400万年前首次爆炸时,太阳距离热泡还有978光年。大约500万年前,太阳因为围绕银河系中心运动进而误入了本地泡内,如今位于其中心附近。而这种“巧合”位置使太阳系受益于热泡的低密度环境,避免了早期高辐射。

 

‌根据科学家获得的数据模拟显示,本地泡仍在以每秒6千米的速度膨胀,不过太阳系目前正以每秒220公里的速度围绕银河系公转,这意味大约500万年后太阳系将离开本地泡进入星际空间。或者进入其他热泡之中,因为银河系中经常会发生超新星爆发,根据现有观测数据显示。银河系中每隔20到50年左右就会一次超新星爆发,这也使得银河系中可能存在大量的类似热泡。

 

总之热泡不仅是银河系的局部空洞,还是理解星际介质和恒星形成的关键窗口。通过持续研究,我们将更深入地揭示宇宙的动态秘密。

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