Сонячна система знаходиться в центрі загадкової порожнечі

Сонячна система знаходиться в центрі загадкової порожнечі

Сонячна система ширяє в центрі надзвичайно порожньої області космосу, яку вчені називають Місцевим міхуром (Місцевою бульбашкою).

Ця область низькощільної високотемпературної плазми діаметром близько 1000 світлових років оточена оболонкою з більш холодного та щільного нейтрального газу і пилу. Це називається локальною бульбашкою, і пояснити, як саме і чому вона виникла, з плаваючою посередині Сонячною системою, було непросто.

Група астрономів на чолі з Гарвардським і Смітсонівським центром астрофізики (CfA) нанесла на карту місцевий міхур з високою точністю і виявила, що він, ймовірно, був вирізаний із міжзоряного середовища серією вибухів наднових мільйони років тому.

Це узгоджується з попередніми дослідженнями: місцевий міхур, що все ще розширюється, він відповідає за області підвищеного зореутворення за його периметром.

«Це справді історія походження. Вперше ми можемо пояснити, як почалося формування всіх прилеглих зірок», — каже астроном Кетрін Цукер із Наукового інституту космічного телескопа, яка проводила дослідження у CfA.

Місцевий міхур був виявлений відносно недавно, у 1970-х та 1980-х роках, за допомогою комбінації оптичної, радіо- та рентгенівської астрономії. Поступово ці огляди та спостереження виявили величезну область приблизно в 10 разів менш щільну, ніж середнє міжзоряне середовище в галактиці Чумацький Шлях.

Оскільки ми знаємо, що наднові можуть створювати порожнечі в космосі, забираючи з собою газ і пил у міру розширення назовні, це здавалося розумним поясненням локального міхура.

Але зібрати докупи, як і коли все сталося, було складніше. По-перше, важко виміряти розміри області простору, коли ви перебуваєте всередині неї; і подвійно важко виміряти порожнечу, коли ви оточені яскравими зірками та іншими космічними об’єктами.

Цукер та її команда використовували дані з останнього випуску даних Gaia – поточного проєкту з картування положення та руху зірок у Чумацькому Шляху з найвищою точністю – для картування газу та молодих зірок у межах 200 парсеків (близько 650 світлових років) Сонця.

Вони виявили, що всі молоді зірки та області зіркоутворення знаходяться на «поверхні» Місцевого Пухиря.

Це має сенс. Коли наднова розширюється назовні, вона вдаряє і стискає матеріал, який розширюється. Це створює щільні вузли молекулярного газу, що плаває у міжзоряному середовищі, руйнується під дією власної гравітації, утворюючи молоді зірки.

Потім дослідники провели моделювання та відстеження руху областей зіркоутворення, щоб змоделювати розширення міхура. Це дозволило їм реконструювати його історію, зіставивши результати своїх розрахунків із картою міхура.

Вони виявили, що історія міхура почалася близько 14,4 мільйона років тому, спочатку з періоду зіркоутворення, за яким пішли наднові зірки з масивними зірками, що коротко живуть.

«Ми підрахували, що близько 15 наднових вибухнули за мільйони років, щоб сформувати місцеву бульбашку, яку ми бачимо сьогодні», — пояснює Цукер.

В даний час її радіус становить близько 165 парсеків (538 світлових років), і вона все ще розширюється назовні, хоч і відносно повільно, зі швидкістю близько 6,7 кілометрів (4 милі) на секунду.

То чому Сонячна система знаходиться посередині? Ну, це чистий збіг.

«Коли вибухнули перші наднові, які створили Місцевий міхур, наше Сонце було далеко від місця дії», — каже фізик та астроном Жоао Алвес із Віденського університету в Австрії.

«Але близько п’яти мільйонів років тому шлях Сонця через галактику привів його прямо в міхур, і тепер Сонце сидить – просто завдяки щасливому випадку – майже прямо в центрі міхура».

За словами дослідників, це говорить про те, що Чумацький Шлях, ймовірно, сповнений подібних бульбашок, оскільки ймовірність цього дуже мала, якщо бульбашки рідкісні.

Наступним кроком у цьому напрямку дослідження є спроба знайти та нанести на карту інші бульбашки. Їхнє розташування, розміри, форми і те, як вони взаємодіють один з одним, можуть бути підказками, які допоможуть нам краще зрозуміти зіркоутворення та історію еволюції Чумацького Шляху.

Наступний випуск даних Gaia, який має вийти наприкінці цього року, має виявитися надзвичайно корисним для цього.

“Це неймовірна детективна історія, заснована як на даних, так і на теорії”, – говорить астроном Алісса Гудман з Гарвардського університету.

«Ми можемо зібрати воєдино історію зореутворення навколо нас, використовуючи широкий спектр незалежних підказок: моделі наднових, рух зірок та вишукані нові тривимірні карти матеріалу, що оточує Місцевий міхур».

Дослідження опубліковано у Nature.

Читайте також:

Залишити коментар

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *