超新星爆炸在太空中形成“超级泡泡”

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翻译：陈玮菁

校对：牧夫天文校对组

编排：库特莉亚芙卡

后台：库特莉亚芙卡、李子琦、胡永葳

原文链接：

https://skyandtelescope.org/astronomy-news/supernova-blasts-make-way-for-star-factories/

建筑工人开始在我家附近的一个开发项目之前，他们给我和我的邻居发出了即将发生tnt 燃料爆炸的警告。在700 光年之外的空间区域里，变成超新星的恒星可没有这么礼貌。

大约1000 万年前，几次悄无声息的爆炸席卷了恒星周围的气体，形成了一个250 光年宽的空洞（超级泡泡）。所有的星际气体都被推到了爆炸边缘，并引发了新一代恒星的形成，如此循环往复。

新的研究表明，此前有着详细研究的两个恒星制造工厂是在超新星爆炸的超级泡泡边缘发展起来的。这张图显示了超级泡泡在银河系中的位置。

AlyssaGoodman / 哈佛- 史密森天体物理中心（CfA ） 美国哈佛 - 史密森天体物理中心（ Center for Astrophysics, Harvard& Smithsonian, CfA ）的 Shmuel Bialy 、德国马克斯 · 普朗克天体物理研究所（ Max Planck Institute forAstrophysics ）的 Reimar Leike 和同事根据宇宙尘埃推测出了这一现象。宇宙尘埃指的是漂浮在银河系恒星间如烟雾大小的颗粒，尘埃聚集之处，便是恒星诞生之处。

去年，Leike 绘制了一幅史无前例的3D 地图，展示了太阳附近的宇宙尘埃是如何扩散的。欧洲航天局（European Space Agency ）的盖亚卫星为绘制这样的地图提供了支持，该卫星正在测量银河系中超过10 亿颗恒星的超精确距离。天文学家知道不同级别的恒星应该是什么样子的，所以通过比较它们的测量亮度和它们在相应距离下应该有多亮，天文学家可以确定这个方向有多少宇宙尘埃。

现在，Bialy 和他的同事利用Leike 的3D 地图揭开了英仙座分子云和金牛座分子云的秘密，这两个恒星工厂位于地球附近，并在9 月20 日的《天体物理学杂志通讯》（ AstrophysicalJournal Letters ）上发表了结果。

“ 大半个世纪以来, 射电天文学家们一直研究星系结构和三维星际介质，但三维中有两个天空的坐标，还有一个是径向速度（朝向或远离地球）,”Thomas Dame 说，他也在CfA 工作，但并没有参与当前的研究。“ 在我的职业生涯中，我一直用速度作为距离的粗略替代品，现在终于看到这些非常著名的分子云的真实结构，真是令人激动。”

这张3D尘埃图使天文学家得以解开英仙座-金牛座恒星制造工厂的谜团，显示出两个恒星形成区域位于一个大而干净的空洞的相对两侧。上图为在增强现实中观察英仙座和金牛座恒星形成的云。

改编自Bialy等人，2021年

包括从壳层发射的x射线和丰富的铝-26同位素等其他数据也支持超新星假说。“由一些超新星爆炸形成了空洞，我认为研究人员提出了一个非常有说服力的例子，”意大利师范高等学校(Scuola Normale Superiore)的Evangelia Ntormousi说，她没有参与这项研究。“云的结构和中央能量源的痕迹肯定指向产生的空洞。”

超级泡泡的大小表明，它至少需要600万年的时间才能长成这么大。但这个泡泡已经不再膨胀，这意味着它可能更为古老。然而，如果它太古老了，那么泡泡就会消散，重新被星际介质吸收。研究人员计算出超新星爆炸的时间不可能超过2200万年前。

换句话说，在早期猿类存在后，但在人类进化之前的某个时间点，一系列超新星爆炸一定点亮了这片天空。超新星爆炸后形成星云——恒星形成前的物质，尘埃和气体在爆炸区域扫过时被超新星冲击波压缩，经过漫长的过程，现在我们可以看到呈现的结果了。

恒星的死亡可以引发新一代恒星的形成，这是一个长期存在的想法。事实上，这些观测为其提供了首个三维视图。

Dame说：这项研究很好地展示了现在可能在发生的事情。”而这仅仅是个开始。随着3D尘埃图的不断改进，它们有望帮助我们了解附近恒星形成的过程。

『天文湿刻』 牧夫出品

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M33 的氢云

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