太陽系處于一個氣泡裡,還是氣泡的中心?這是一項有趣的新研究

在大約1400萬年以前,一系列的超新星爆發創造出了一個直徑約為1000光年的巨大氣泡體,而我們的太陽系恰巧就位于這個氣泡體的中心。

這聽起來是不是很離奇,又很有趣?當我第一次在《自然》雜誌上看到這項新研究的時候就產生了這樣的感覺,這是一種與我們過往認知並不相同的新研究,它以一種新的方式揭示了宇宙中恒星形成的過程,那麼這個氣泡到底是怎麼一回事呢?既然這個巨大的氣泡是由超新星爆發所創造的,那麼就讓我們從超新星爆發說起。超新星爆發是一種極為劇烈的天體活動,發生在大質量恒星的生命末期,它會在一瞬間釋放出無比巨大的能量。

超新星爆發是怎麼發生的?

恒星是一種能夠發光發亮的天體,而它的光和熱全部來自于其內部的氫核聚變,氫元素在高溫高壓的作用下通過聚變反應形成氦元素,但氫元素終有耗盡的一日,當燃料不足時,氫核聚變會減弱,由聚變產生的向外的輻射擴張壓也會隨之減弱,于是在核心引力的作用下,內部壓力進一步提升,于是氦核聚變被點燃了,從此恒星由氫核聚變階段轉為氦核聚變階段。然而氦元素也終有耗盡的一日,于是又會重復之前的過程,恒星內部的聚變反應就這樣一步一步向更重的元素推進,當聚變反應推進到鐵元素的時候,一切都變得不同了。

在鐵元素之前,元素的聚變都會釋放能量,而鐵元素的聚變過程反而會吸收能量,于是因聚變產生的向外的輻射擴張壓會徹底消失,于是所有的物質會在中心強大的引力作用下急劇坍縮。

當物質全部衝擊到核心的時候會引發迅速且強烈的反彈,于是一瞬之間巨幅的能量被釋放了出來,這就是超新星爆發。超新星爆發的能量有多大?如果在發生超新星爆發的恒星周圍50光年的范圍記憶體在著宜居行星,那麼它的生態環境都將遭到徹底地破壞。超新星爆發除了釋放出巨大的能量以外,與此同時還抛灑出了大量的恒星物質,這些物質會跟隨爆炸所產生的衝擊波向遠方飄去。

宇宙是近乎于真空的,但並不是真的真空,宇宙中存在著大量的氣體和塵埃,它們以極低的密度分佈于宇宙空間之中。

當超新星爆炸所產生的衝擊波來襲時,會將宇宙中的氣體和塵埃推到一處,于是在衝擊波的邊緣,物質密度逐漸提升。超新星爆發就好比一個由中心向四周擴散的氣泡,而當有一系列的超新星爆發發生時,一個個氣泡就會合並在一起形成一個巨大的氣泡,而在這個巨型氣泡的邊緣,物質的密度極高,于是氣體和塵埃在引力的作用下開始彙聚,並最終凝結起來,坍縮為一顆新的恒星。以天文學家凱薩琳·朱克為首的研究團隊通過資料視覺化技術還原出了這個氣泡的模型,在模型中,大量已知的恒星都位于這個氣泡的邊緣,其中就包含我們所熟悉的心宿二。

不過我們的太陽並不在這個氣泡的邊緣,而是在這個氣泡的中心。

這是一件非常有趣的事情,這使我們找到了一種「自己就是宇宙中心」的感覺。當然,我們清楚地知道自己並不會是宇宙的中心,那麼這是不是一個巧合呢?宇宙中並沒有這麼多的巧合,我們通過資料視覺化技術還原了一個氣泡模型,結果太陽系就正好位于這個氣泡的中心,如果說它是巧合,那發生的機率也太低了。所以只有一種合理的解釋,那就是氣泡是宇宙中普遍存在的,我們所還原的這個氣泡只是宇宙中無數氣泡之中的一個。

研究人員將這個氣泡稱之為「本地泡」,而太陽也並不是從一開始就位于本地泡的中心位置,事實上在很久以前,太陽根本不屬于這個氣泡。

太陽並不是靜止不動的,它正以每秒220公里的速度繞行銀河系的中心,相比之下,本地泡的移動速度卻是非常緩慢的,從模型上來看,它的移動速度還不足每秒2公里,所以太陽是通過運動而到達本地泡的中心位置的,而未來它與本地泡的相對位置還會發生變化。研究恒星的形成過程是人類了解宇宙的一個關鍵,通過對本地泡演化的進一步深入研究也許會在未來為我們揭開更多有關宇宙的奧秘。

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