stringtranslate.com

Локальный пузырь

Местный пузырь , или Местная полость , [3] — это относительная полость в межзвездной среде (ISM) рукава Ориона в Млечном Пути . Она содержит ближайших из небесных соседей и, среди прочего, Местное межзвездное облако (которое содержит Солнечную систему ), соседнее G-облако , движущуюся группу Большой Медведицы ( ближайшую звездную движущуюся группу ) и Гиады (ближайшее рассеянное скопление ). По оценкам, ее размер составляет не менее 1000  световых лет , [ необходимо уточнение ] и она определяется ее плотностью нейтрального водорода около 0,05  атомов /см3 , или примерно одной десятой от среднего значения для ISM в Млечном Пути (0,5 атомов/см3 ) , и одной шестой от плотности Местного межзвездного облака (0,3 атомов/см3 ) . [ сомнительно – обсудить ] [4]

Исключительно разреженный газ Местного пузыря является результатом сверхновых , которые взорвались в течение последних десяти-двадцати миллионов лет. Геминга , пульсар в созвездии Близнецов , когда-то считался остатком одной сверхновой, которая создала Местный пузырь, но теперь считается, что за это ответственны несколько сверхновых в подгруппе B1 движущейся группы Плеяд , [5] превратившихся в остаточную сверхоболочку . [ 6] Другие исследования показывают, что подгруппы Нижний Центавр–Южный Крест (LCC) и Верхний Центавр–Волчанка (UCL) ассоциации Скорпиона–Центавра создали как Местный пузырь, так и Пузырь Петли I. При этом LCC ответственна за Местный пузырь, а UCL ответственна за Пузырь Петли I. [7] Было обнаружено, что от 14 до 20 сверхновых произошли от LCC и UCL, которые могли образовать эти пузыри. [8]

Описание

Солнечная система путешествовала через регион, который в настоящее время занимает Местный пузырь, в течение последних пяти-десяти миллионов лет. [9] Его нынешнее местоположение находится в Местном межзвездном облаке (LIC), небольшой области более плотного материала внутри Пузыря. LIC образовался там, где встретились Местный пузырь и Пузырь Петли I. Газ внутри LIC имеет плотность приблизительно 0,3 атома на кубический сантиметр.

Местный пузырь не сферический, но, по-видимому, уже в галактической плоскости , становясь несколько яйцевидным или эллиптическим, и может расширяться выше и ниже галактической плоскости, приобретая форму песочных часов. Он примыкает к другим пузырям менее плотной межзвездной среды (ISM), включая, в частности, Пузырь Петли I. Пузырь Петли I был очищен, нагрет и поддерживался сверхновыми и звездными ветрами в ассоциации Скорпиона–Центавра , примерно в 500 световых годах от Солнца . Пузырь Петли I содержит звезду Антарес (также известную как α Sco или Альфа Скорпиона), как показано на схеме выше справа. Несколько туннелей соединяют полости Местного пузыря с Пузырем Петли I, называемые «Туннелем Волчанки». [10] Другие пузыри, которые примыкают к Местному пузырю, — это Пузырь Петли II и Пузырь Петли III . В 2019 году исследователи обнаружили в Антарктиде межзвездное железо, которое они связали с Местным межзвездным облаком , которое может быть связано с образованием Местного пузыря. [11]

Местные звезды в галактической плоскости (кликните для вращения)

Наблюдение

Запущенная в феврале 2003 года и работавшая до апреля 2008 года, небольшая космическая обсерватория под названием Cosmic Hot Interstellar Plasma Spectrometer (CHIPS или CHIPSat) исследовала горячий газ внутри Местного пузыря. [12] Местный пузырь также был областью интереса для миссии Extreme Ultraviolet Explorer (1992–2001), которая исследовала горячие источники EUV внутри пузыря. Источники за пределами края пузыря были идентифицированы, но ослаблены более плотной межзвездной средой. В 2019 году была опубликована первая трехмерная карта Местного пузыря с использованием наблюдений диффузных межзвездных полос. [13] В 2020 году форма пылевой оболочки, окружающей Местный пузырь, была получена и смоделирована с помощью трехмерных карт плотности пыли, полученных из данных о звездном вымирании. [14]

Влияние на звездообразование

По мере расширения пузыря он захватывает межзвездный газ и пыль, которые сжимаются, образуя новые звезды на его поверхности, но не внутри. Солнце вошло в пузырь около пяти миллионов лет назад. [15] [16]
Локальный Пузырь и его молекулярные облака

В январе 2022 года в статье в журнале Nature было обнаружено, что наблюдения и моделирование определили, что действие расширяющейся поверхности пузыря собрало газ и мусор и было ответственно за образование всех молодых близлежащих звезд. [17]

Эти новые звезды обычно находятся в молекулярных облаках, таких как молекулярное облако в Тельце и рассеянное звездное скопление Плеяды .

Связь с радиоактивными изотопами на Земле

На Земле несколько радиоактивных изотопов были связаны со сверхновыми, происходящими относительно близко к Солнечной системе. Наиболее распространенный источник находится в глубоководных железомарганцевых корках . Такие конкреции постоянно растут и откладывают железо, марганец и другие элементы. Образцы разделены на слои, которые датируются, например, бериллием-10 . Некоторые из этих слоев имеют более высокие концентрации радиоактивных изотопов. [18] Изотоп, наиболее часто связанный со сверхновыми на Земле, - это железо-60 из глубоководных отложений , [19] антарктического снега, [20] и лунного грунта . [21] Другие изотопы - это марганец-53 [22] и плутоний-244 [18] из глубоководных материалов. Алюминий-26 , возникший в результате сверхновой и ожидаемый в результате исследований космических лучей, не был подтвержден. [23] У железа-60 и марганца-53 пик 1,7–3,2 миллиона лет назад, а у железа-60 второй пик 6,5–8,7 миллиона лет назад. Более старый пик, вероятно, возник, когда Солнечная система прошла через сверхпузырь Ориона-Эридана , а более молодой пик образовался, когда Солнечная система вошла в локальный пузырь 4,5 миллиона лет назад. [24] Одна из сверхновых, создавших более молодой пик, могла создать пульсар PSR B1706-16 и превратить Дзету Змееносца в убегающую звезду . Оба произошли из UCL и были выпущены сверхновой 1,78 ± 0,21 миллиона лет назад. [25] Другое объяснение более старого пика заключается в том, что он был произведен одной сверхновой в ассоциации Тукана-Часы 7–9 миллионов лет назад. [26]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Эггер, Роланд Дж.; Ашенбах, Бернд (февраль 1995 г.). «Взаимодействие супероболочки Петли I с локальным горячим пузырем». Астрономия и астрофизика . 294 (2): L25–L28. arXiv : astro-ph/9412086 . Bibcode : 1995A&A...294L..25E.
  2. ^ "ИМЯ местного пузыря" . СИМБАД . Центр астрономических исследований Страсбурга . Проверено 15 марта 2014 г.
  3. ^ Абт, Хельмут А. (декабрь 2015 г.). «Горячие газообразные звездные диски избегают областей с низкой межзвездной плотностью». Публикации Астрономического общества Тихого океана . 127 (958): 1218–1225. Bibcode : 2015PASP..127.1218A. doi : 10.1086/684436. S2CID  124774683.
  4. ^ "Наше местное галактическое соседство". Interstellar.jpl.nasa.gov . Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства ( НАСА ). 8 февраля 2000 г. Архивировано из оригинала 21 ноября 2013 г. Получено 23 июля 2013 г.
  5. ^ Бергхёфер, TW; Брайтшвердт, Д. (2002). «Происхождение молодого звездного населения в окрестностях Солнца – связь с образованием Местного пузыря?». Астрономия и астрофизика . 390 (1): 299–306. arXiv : astro-ph/0205128v2 . Bibcode : 2002A&A...390..299B. doi : 10.1051/0004-6361:20020627. S2CID  6002327.
  6. ^ Gabel, JR; Bruhweiler, FC (8 января 1998 г.). "[51.09] Модель расширяющейся супероболочечной структуры в LISM". Американское астрономическое общество . Архивировано из оригинала 15 марта 2014 г. Получено 14 марта 2014 г.
  7. ↑ Maíz-Apellániz, Jesús (1 октября 2001 г.). «Происхождение локального пузыря». The Astrophysical Journal . 560 (1): L83–L86. arXiv : astro-ph/0108472 . Bibcode : 2001ApJ...560L..83M. doi : 10.1086/324016. ISSN  0004-637X.
  8. ^ Фукс, Б.; Брайтшвердт, Д.; де Авиллес, МА; Деттбарн, К.; Флинн, К. (1 декабря 2006 г.). «Поиск происхождения местного пузыря redivivus». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 373 (3): 993–1003. arXiv : astro-ph/0609227 . Bibcode : 2006MNRAS.373..993F. doi : 10.1111/j.1365-2966.2006.11044.x . hdl : 10174/5608. ISSN  0035-8711.
  9. ^ "Местная дымовая труба и суперпузыри". Solstation.com .
  10. ^ Lallement, R.; Welsh, BY; Vergely, JL; Crifo, F.; Sfeir, D. (2003). "Трехмерное отображение плотного межзвездного газа вокруг Местного пузыря". Astronomy and Astrophysics . 411 (3): 447–464. Bibcode :2003A&A...411..447L. doi : 10.1051/0004-6361:20031214 .
  11. ^ Колл, Д.; и др. (2019). «Межзвездный 60 Fe в Антарктиде». Physical Review Letters . 123 (7): 072701. Bibcode : 2019PhRvL.123g2701K. doi : 10.1103/PhysRevLett.123.072701. hdl : 1885/298253 . PMID  31491090. S2CID  201868513.
  12. ^ "Космический спектрометр горячей межзвездной плазмы (CHIPS)". Chips.ssl.berkeley.edu . Калифорнийский университет в Беркли. 12 января 2003 г. Архивировано из оригинала 21 ноября 2013 г. Получено 23 июля 2013 г.
  13. ^ Фарханг, Амин; ван Лун, Жакко Т.; Хосрошахи, Хабиб Г.; Джавади, Атефех; Бейли, Мэнди (8 июля 2019 г.). «3D-карта локального пузыря». Nature Astronomy (письмо). 3 : 922–927. arXiv : 1907.07429 . doi :10.1038/s41550-019-0814-z. S2CID  197402894.
  14. ^ Пелгримс, Винсент; Ферьер, Катя; Буланже, Франсуа; Лаллемент, Розин; Монтье, Людовик (апрель 2020 г.). «Моделирование намагниченного локального пузыря на основе данных о пыли». Астрономия и астрофизика . 636 : А17. arXiv : 1911.09691 . Бибкод : 2020A&A...636A..17P. дои : 10.1051/0004-6361/201937157.
  15. ^ Цукер, Кэтрин; Гудман, Алисса А.; Алвес, Жуан; Бяли, Шмуэль; Фоли, Майкл; Спигл, Джошуа С.; Гроссшедль, Жозефа; Финкбайнер, Дуглас П.; Буркерт, Андреас; Химей, Диана; Свиггум, Камерен (12 января 2022 г.). «Звездообразование вблизи Солнца обусловлено расширением Местного Пузыря». Nature . 601 (7893): 334–337. arXiv : 2201.05124 . Bibcode :2022Natur.601..334Z. doi :10.1038/s41586-021-04286-5. ISSN  1476-4687. PMID  35022612. S2CID  245906333.
  16. ^ "Пузырь шириной 1000 световых лет, окружающий Землю, является источником всех близлежащих молодых звезд | Центр астрофизики". www.cfa.harvard.edu . Получено 17 января 2022 г.
  17. ^ "Звездообразование вблизи Солнца обусловлено расширением Местного Пузыря". Местный Пузырь . Получено 7 февраля 2022 г. .
  18. ^ ab Wallner, A.; Froehlich, MB; Hotchkis, MAC; Kinoshita, N.; Paul, M.; Martschini, M.; Pavetich, S.; Tims, SG; Kivel, N.; Schumann, D.; Honda, M.; Matsuzaki, H.; Yamagata, T. (1 мая 2021 г.). «60Fe и 244Pu, осажденные на Земле, ограничивают выходы r-процесса недавних близких сверхновых». Science . 372 (6543): 742–745. Bibcode :2021Sci...372..742W. doi :10.1126/science.aax3972. ISSN  0036-8075. PMID  33986180.
  19. ^ Knie, K.; Korschinek, G.; Faestermann, T.; Wallner, C.; Scholten, J.; Hillebrandt, W. (1 июля 1999 г.). «Указание на сверхновую, произведенную 60Fe активность на Земле». Physical Review Letters . 83 (1): 18–21. Bibcode : 1999PhRvL..83...18K. doi : 10.1103/PhysRevLett.83.18. ISSN  0031-9007.
  20. ^ Колл, Доминик; Коршинек, Гюнтер; Фастерманн, Томас; Гомес-Гусман, Х.М.; Кипфштуль, Зепп; Мерчел, Силке; Уэлч, Ян М. (1 августа 2019 г.). «Межзвездный 60Fe в Антарктиде». Письма о физических отзывах . 123 (7): 072701. Бибкод : 2019PhRvL.123g2701K. doi : 10.1103/PhysRevLett.123.072701. hdl : 1885/298253 . ISSN  0031-9007. ПМИД  31491090.
  21. ^ Fimiani, L.; Cook, DL; Faestermann, T.; Gómez-Guzmán, JM; Hain, K.; Herzog, G.; Knie, K.; Korschinek, G.; Ludwig, P.; Park, J.; Reedy, RC; Rugel, G. (1 апреля 2016 г.). "Interstellar Fe 60 on the Surface of the Moon". Physical Review Letters . 116 (15): 151104. Bibcode : 2016PhRvL.116o1104F. doi : 10.1103/PhysRevLett.116.151104. ISSN  0031-9007. PMID  27127953.
  22. ^ Коршинек, Г.; Фаестерманн, Т.; Поутивцев, М.; Арази, А.; Кни, К.; Ругель, Г.; Валлнер, А. (1 июля 2020 г.). «53Mn, произведенный сверхновой на Земле». Physical Review Letters . 125 (3): 031101. Bibcode : 2020PhRvL.125c1101K. doi : 10.1103/PhysRevLett.125.031101. ISSN  0031-9007. PMID  32745435.
  23. ^ Файге, Дженни; Валлнер, Антон; Альтмейер, Рэндольф; Файфилд, Л. Кит; Голсер, Робин; Мерчел, Силке; Ругель, Георг; Штайер, Питер; Тимс, Стивен Г.; Винклер, Стефан Р. (1 ноября 2018 г.). «Ограничения соотношений нуклеосинтеза Fe 60 /Al 26, связанных со сверхновой, по данным измерений глубоководных осадков с помощью ускорительной масс-спектрометрии». Physical Review Letters . 121 (22): 221103. Bibcode : 2018PhRvL.121v1103F. doi : 10.1103/PhysRevLett.121.221103. hdl : 1885/201559 . ISSN  0031-9007. PMID  30547642.
  24. ^ Шульрайх, ММ; Файге, Дж.; Брайтшвердт, Д. (1 декабря 2023 г.). «Численные исследования связи между радиоизотопными сигнатурами на Земле и образованием Местного пузыря. II. Расширенное моделирование межзвездных притоков 26Al, 53Mn, 60Fe и 244Pu как следов прошлой активности сверхновых в окрестностях Солнца». Астрономия и астрофизика . 680 : A39. arXiv : 2309.13983 . Bibcode : 2023A&A...680A..39S. doi : 10.1051/0004-6361/202347532. ISSN  0004-6361.
  25. ^ Нойхойзер, Р.; Гислер, Ф.; Хамбарян, В.В. (1 октября 2020 г.). «Недавняя сверхновая, которая выбросила убегающую звезду ζ Oph, пульсар PSR B1706-16 и 60Fe, обнаруженные на Земле». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 498 (1): 899–917. arXiv : 1909.06850 . Bibcode : 2020MNRAS.498..899N. doi : 10.1093/mnras/stz2629 . ISSN  0035-8711.
  26. ^ Хайд, М.; Пеко, MJ (1 января 2018 г.). «Выброс сверхновой в ядрах океана используется как ограничение времени для близлежащих звездных групп». Астрономические Нахрихтен . 339 (1): 78–86. arXiv : 1712.05466 . Бибкод : 2018AN....339...78H. дои : 10.1002/asna.201713375. ISSN  0004-6337.

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки