天文科普 | 太阳系帝国的边疆纷争

2021-10-9 10:01| 发布者: xxxxxxxxx| 查看: 28242| 评论: 0

摘要: 本文原发表于2017年1月10日（杭州市天文学会微信公众号），现在原文重发。太阳系所在的银河系区域，一个较大的结构叫做本地泡（Local Bubble）。本地泡是位于银河系猎户臂（Orion Arm）星际介质（interstellar mediu ...

本文原发表于2017年1月10日（杭州市天文学会微信公众号），现在原文重发。

太阳系所在的银河系区域，一个较大的结构叫做本地泡（Local Bubble）。本地泡是位于银河系猎户臂（Orion Arm）星际介质（interstellar medium）中的一个空腔，叫做空腔是因为这一区域的密度比较小。在这个横跨至少300光年的区域中，中性氢的密度大约是每立方厘米0.05个原子。相比之下，银河系中星际介质的平均密度是0.5个原子。

艺术家想象中的本地泡。图中包含了本地泡（太阳与军市一位于其中），以及环泡Ⅰ（心宿二位于其中）。图片来源：维基百科；汉化：正电子。

本地泡中的气体温度很高，放射出X射线，加热这些气体的能量来自于大约一千万年到两千万年前的数次超新星爆发。早先的研究认为最可能的候选者是杰敏卡伽马射线源，这是位于双子座的一颗脉冲星。不过，最新的研究显示，昴星团中的一系列超新星爆发是更可能的原因。

本地泡不是球形的，它位于银道面的部分要狭窄一些，接近于椭球型。本地泡位于银道面上方及下方的部分要更加宽广，导致本地泡整体上呈沙漏状（如前面的艺术想象图）。

本地泡周围还有其他几个星际介质密度较低的星际泡，如环泡Ⅰ（Loop Ⅰ Bubble）、环泡Ⅱ、环泡Ⅲ。其中，最主要的是环泡Ⅰ，这是一个由天蝎-半人马星协（Scorpius-Centaurus Association）中的超新星及星风制造的一个星际泡，距离我们大约500光年远。

本地泡和邻近星际泡的三维模拟。其中，白色的是本地泡，蓝绿色的是环泡Ⅰ，紫红色的是邻近的其他分子云。图片来源：维基百科。

本地泡中，太阳所在的一个更小的区域叫做本星际云（Local Interstellar Cloud），本星际云横跨大约30光年的区域。本星际云的密度要远高于本地泡（6倍），大约每立方厘米0.3个原子。本星际云中的气体温度很高，高达7000K，和太阳表面有大约相同的温度，不过由于极低的密度，如果身在其中，并不会感觉到很热。

本星际云周围的物质分布。黄色箭头为太阳的运动方向，蓝色箭头为星际云的运动方向。图片来源：维基百科；汉化：正电子。

太阳位于本星际云的边缘，太阳可能是在大约4.4万年到15万年前进入本星际云，经过1-2万年，会离开本星际云，可能进入邻近本星际云的G云（G Cloud）。实际上，现在并不能确认太阳是完全在本星际云之中，还是所在区域属于本星际云与G云的相交地带。