Солнечная система существует внутри гигантской, таинственной пустоты

Солнечная система плавает в центре необычно пустой области космоса.

Эта область низкоплотной высокотемпературной плазмы размером около 1 000 световых лет окружена оболочкой из более холодного и плотного нейтрального газа и пыли. Эту область ученые назвали “Местный пузырь” (Местная полость), но объяснить, как и почему она возникла, а Солнечная система плавает в ее центре, оказалось непростой задачей.

Группа астрономов под руководством Гарвардского и Смитсоновского центров астрофизики (CfA) теперь составила карту Местного пузыря с максимальной точностью и обнаружила, что Местный пузырь, вероятно, появился межзвездной среде в результате серии взрывов сверхновых звезд миллионы лет назад.

Это согласуется с предыдущими исследованиями, но с неожиданным дополнением: все еще расширяющийся Местный пузырь несет ответственность за регионы повышенного звездообразования по его периметру.

“Это действительно история происхождения; впервые мы можем объяснить, как началось формирование всех близлежащих звезд”, – говорит астроном Кэтрин Цукер из Научного института космического телескопа, которая проводила исследование во время работы в CfA.

Местный пузырь был открыт относительно недавно, в 1970-х и 1980-х годах, благодаря сочетанию оптической, радио- и рентгеновской астрономии. Постепенно эти исследования и наблюдения выявили огромную область, плотность которой примерно в 10 раз меньше, чем средняя плотность обычной межзвездной среды в галактике Млечный Путь.

Поскольку мы знаем, что сверхновые могут буквально выжигать полости в пространстве, захватывая газ и пыль при своем расширении наружу, то это казалось вполне разумным объяснением появления Местного пузыря.

А вот выяснить, как и когда это произошло, оказалось намного сложнее. Трудно, например, измерить размеры области пространства, находясь внутри нее; и вдвойне трудно измерить пустоту, когда тебя окружают яркие звезды и другие космические объекты.

Цукер и ее команда использовали данные последнего выпуска базы данных Gaia – текущего проекта по составлению карты положения и движения звезд в Млечном Пути с максимальной точностью – для составления карты газа и молодых звезд в пределах 200 парсеков (около 650 световых лет) от Солнца.

местный пузырь, солнечная система

Они обнаружили, что все молодые звезды и области звездообразования находятся на “поверхности” Местного пузыря.

В этом есть смысл: когда сверхновая расширяется наружу, она ударяет и сжимает материал, в который она превращается. Это создает плотные узлы в молекулярном газе, плавающем в межзвездной среде, которые разрушаются под действием собственной гравитации, образуя протозвезды (очень молодые звезды).

Далее исследователи провели компьютерное моделирование и отследили движения областей звездообразования, чтобы смоделировать расширение Пузыря. Это позволило им реконструировать его историю, сопоставив результаты расчетов с картой Пузыря.

Расчеты показали, что история Пузыря началась примерно 14,4 миллиона лет назад. Сначала был период звездного рождения, за которым последовали взрывы сверхновых массивных, но недолговечных звезд.

“Мы подсчитали, что за миллионы лет взорвалось около 15 сверхновых прежде, чем сформировался Местный пузырь, который мы видим сегодня, – объясняет Цукер.

В настоящее время его радиус составляет около 165 парсеков (538 световых лет), и он все еще расширяется, хотя и относительно медленно – со скоростью около 6,7 километров в секунду”.

Ну а почему же Солнечная система находится в самом центре? Ученые считают, что это чистое совпадение.

“Когда взорвались первые сверхновые, создавшие Местный пузырь, наше Солнце находилось далеко от места событий, – говорит физик и астроном Жуан Алвес из Венского университета в Австрии. – Но около пяти миллионов лет назад путь Солнца через галактику привел его прямо в Полость, и теперь Солнце – просто по счастливой случайности – находится почти в самом центре этого пузыря”.

По мнению исследователей, это говорит о том, что Млечный Путь, скорее всего, полон подобных пузырей, поскольку если бы это было редким явлением, то вероятность того, что мы оказались в таком пузыре, была бы очень мала. Эта идея наводит на мысль о том, что Млечный Путь по своей структуре напоминает морскую губку или, сплющенное диск швейцарского сыра.

Следующий шаг в этом направлении – попытаться найти и составить карту других подобных пузырей. Их расположение, размеры, форма и то, как они взаимодействуют друг с другом, могут стать подсказками, которые помогут нам лучше понять историю звездообразования и эволюции Млечного Пути. А следующий выпуск данных Gaia, который должен появиться в конце этого года, должен оказаться чрезвычайно полезным для этого.

“Это невероятная, почти детективная история, основанная как на данных, так и на теории, – заявила астроном Алисса Гудман из Гарвардского университета. – Мы можем собрать воедино историю формирования звезд вокруг нас, используя широкий спектр независимых подсказок: модели сверхновых, движения звезд и великолепные  новые 3D карты материала, окружающего Местный пузырь”.

Читайте также: Откуда древнегреческий философ Сократ знал как выглядит Земля из космоса?

1 комментарий к “Солнечная система существует внутри гигантской, таинственной пустоты”