银河系之中有多达1000亿颗到4000亿颗恒星,太阳只是其中的一个。
像太阳这样的恒星系统,银河系中多不胜数,但太阳系的确有它的特别之处,除了拥有一颗生命星球之外,它还位于一个高温热泡之中。所谓高温热泡,就是一个高温、低密度的等离子体腔体,而包裹太阳系的这个热泡的结构跨度大概在1000光年左右,我们将其称为“本地热泡”。人类最初探知本地热泡是在20世纪70年代,当时天文学家在进行天文观测时,通过X射线探测器发现全天存在着弥散的软X射线辐射。
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软X射线辐射是一种介于紫外线与硬X射线之间的电磁辐射,波长为0.1纳米至10纳米之间,能量较低。
面对这种情况,当时的天文学家就猜测我们可能正被一个稀薄的热气所包裹,但碍于彼时的科技水平,无法找到更多证据。到了20世纪90年代,技术的进步终于让科学家们看到了这个热泡的结构。通过增强型罗斯卫星的全天巡天数据绘制出了详细的X射线地图,一个椭球状的结构清晰地展现了出来,这成为了本地热泡存在的第一个直接证据。
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想要进一步建立本地热泡的结构模型,还需要光谱证据。
2000年,哈勃空间望远镜和远紫外光谱探测器的数据显示,本地热泡中的热气体含有高电离态的氧和碳离子,这些离子只能在高温环境中形成,这为本地热泡内的等离子体存在提供了光谱证据,本地热泡模型也得以初步建立。2019年,科学家利用光谱RG的X射线望远镜绘制出了首个3D地图,本地热泡的结构和形成机制得以被确认。通过研究推测,科学家们普遍认为本地热泡的形成是一系列超新星爆发的结果。
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大约在1400万年以前,在天蝎座方向存在着一群处于寿命终末的大质量恒星。
这些恒星先后迎来了超新星爆发,这是一种极为剧烈的天体活动,巨大的能量会在一瞬间被释放,波及范围超过50光年。这些超新星爆发是在几百万年间先后发生的,这对于宇宙而言是一个极短的时间尺度。接连的爆炸将这一区域内的星际介质逐渐清空,导致一个低密度的空洞形成了,同时又将这个低密度空洞中仅存的气体物质加热到了100万开尔文,最终形成了一个本地泡。
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本地泡的范围有多大呢?直径大概在1000光年左右。
科学家认为本地热泡对于地球生命的形成是有重要作用的。因为本地热泡内的物质密度极地,显著低于其它宇宙区域,所以宇宙辐射也要比其他宇宙区域少得多,这就使得地球躲过了早期的高辐射环境,后来随着地球大气结构的变化,臭氧层形成,抵御宇宙辐射的能力才得以完善。如此说来就有些不可思议了,就好像本地热泡是专门为了保护太阳系才存在的,但这实属想多了。
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太阳系并不是一开始就在本地热泡之内,也不会永远待在其中。
太阳系是在绕行银河系中心的过程中,意外进入了本地热泡,这大概是500万年以前的事情,而在未来,太阳系也会因为移动而离开本地热泡,这大概发生在500万年之后。不过这也不意味着太阳系就是第一次进入热泡,超新星爆发是经常会发生的事情,集中式的爆发也并不罕见,所以在银河系中可能广泛存在着大量的高温热泡,而我们的太阳系可能也早在各种热泡中穿行了很多次。
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