Перейти к содержанию

Местный пузырь

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 15 ноября 2025 года; проверки требуют 11 правок.
Местный пузырь (включает Солнце и Мирцам — β Большого Пса) и Пузырь Петли I (включает Антарес)

Местный пузырь, или Местная полость (англ. Local Cavity),[1]  — относительная пустота (сверхпузырь), область разрежённого горячего газа неправильной формы в межзвёздной среде внутри Рукава Ориона в Млечном Пути. В нём находятся ближайшие к Земле звёзды и коричневые карлики, а также, среди прочего, Местное межзвёздное облако (в котором находится Солнечная система), соседнее Облако G, движущаяся группа звёзд Большой Медведицы и ближайшее рассеянное звёздное скопление Гиады. Его размер оценивается как минимум в 1000 световых лет[2], и он определяется плотностью нейтрального водорода, составляющей около 0,05 атома/см³, что равно примерно одной десятой от среднего значения для межзвёздной среды в Млечном Пути (0,5 атома/см³)[3] и одной шестой от плотности Местного межзвёздного облака (0,3 атома/см³)[4].

Исключительно разреженный газ Местного пузыря является результатом взрывов около десятка сверхновых, произошедших за последние десять-двадцать миллионов лет (по данным исследования 2022 года — 14,4 миллиона лет[5]). Геминга, пульсар в созвездии Близнецов, ранее считалась остатком единственной сверхновой, создавшей Местный пузырь, но сейчас считается, что причиной его появления стали несколько сверхновых в подгруппе B1 движущейся группы Плеяд[6][7]. Другие исследования предполагают, что сверхновые в звёздных подгруппах Нижний Центавр — Южный Крест (LCC) и Верхний Центавр — Волк (UCL) ассоциации Скорпиона — Центавра создали как Местный пузырь, так и Пузырь Петли I. Причём LCC ответственна за Местный пузырь, а UCL — за Пузырь Петли I[8]. Было установлено, что от 14 до 20 сверхновых возникли в подгруппах LCC и UCL, которые и могли образовать эти пузыри[9].

Расположение

[править | править код]
Структура местного пузыря. Показано положение Алголя, Альдебарана, Альтаира, Альфы Центавра, Ахернара, Веги, Капеллы, Кастора, Мицара, Поллукса, Регула, Солнца, Фомальгаута и других звёзд. Изображение ориентировано так, что звёзды, ближайшие к центру Галактики, находятся на его вершине

Солнечная система движется через область, в настоящее время занимаемую Местным пузырём, на протяжении последних пяти-десяти миллионов лет[10]. Её текущее положение находится в Местном межзвёздном облаке — небольшой области более плотного материала внутри Пузыря. Местное межзвёздное облако образовалось в месте соприкосновения Местного пузыря и Пузыря Петли I. Плотность газа внутри Местного межзвёздного облака составляет приблизительно 0,3 атома на кубический сантиметр[4].

Местный пузырь не имеет сферической формы; он кажется более узким в галактической плоскости, становясь несколько яйцеобразным или эллиптическим. Он приподнимается над галактическим диском, и так как он участвует в галактическом вращении, то его форма становится похожей на песочные часы[3].

Местный пузырь граничит с другими пузырями менее плотной межзвёздной среды[10], включая, в частности, Пузырь Петли I. Пузырь Петли I был очищен, нагрет и поддерживается сверхновыми и звёздными ветрами в ассоциации Скорпиона — Центавра, находящейся примерно в 500 световых годах от Солнца. Несколько тоннелей, называемых «Тоннелем Волка»[11], соединяют полости Местного пузыря с Пузырем Петли I. Другими пузырями, прилегающими к Местному пузырю, являются Пузырь Петли II и Пузырь Петли III.

Окружение Местного пузыря

[править | править код]

Пузырь Петли I — соседний пузырь, его центром является звёздная ассоциация Скорпиона — Центавра[12]. Из-за взрывов сверхновых в ней образовалась полость, на стыке которой с Местным пузырем возникло Местное межзвёздное облако[13].

Пузырь Петли II — соседний пузырь, его центром является древняя зона вспышек сверхновых в направлении созвездий Южной Рыбы и Кита (известная как дуга Кита)[14]. Его расширяющаяся оболочка подпирает Местный пузырь с южной стороны неба[15].

Пузырь Петли III — соседний пузырь, центром предположительно является старая ассоциация в районе созвездия Кассиопеи[16]. Он ограничивает Местный пузырь с противоположной стороны галактического региона[16].

Сеть тоннелей Местного пузыря

[править | править код]
3D представление Местного пузыря (Белый) с примыкающим Местным межзвёздным облаком (розовый) и частью Пузыря I (зелёный)

Тоннель Волка — на самом деле это не один канал, а несколько, как показывают более поздние трёхмерные карты. Они соединяют Местный пузырь с Пузырём Петли I (ассоциация Скорпиона — Центавра) в направлении созвездия Волка. Эти каналы пропускают горячий газ между двумя сверхпузырями и хорошо видны в рентгеновском диапазоне[17][18].

Связь с Пузырём Путли II — здесь нет отдельного тоннеля, а скорее широкая область, где оболочки двух пузырей давят друг на друга. Она находится в южной части неба, в направлении созвездий Южной Рыбы и Кита. Взаимодействие этих оболочек создаёт сжатые стенки газа, но не явный канал[19].

Канал к Пузырю Петли III — пока гипотетический. Его предполагают в районе созвездия Кассиопеи, чтобы объяснить, почему горячий газ в северной части Местного пузыря распределён неравномерно. Достоверных подтверждений нет, но такой канал предсказывают модели структуры Галактики[20].

Тоннель Большого Пса — вытянутый канал длиной до 300 парсек, уходящий в сторону звезды Мирзам. Он соединяет Местный пузырь с туманностью Гама — огромной эмиссионной туманностью, оставшейся после древних взрывов сверхновых. Это один из самых протяжённых тоннелей[21].

Суперпузырь в Лебеде — обширная пустотная область в направлении созвездия Лебедя. Её центром является массивная звёздная ассоциация Лебедь OB2 — мощное скопление молодых и очень горячих звёзд, расположенное на расстоянии около 1400 парсек от Солнца. Считается, что именно звёздные ветры и вспышки сверхновых в этой ассоциации выдули Лебединую полость, сделав её частью общей сложной структуры Галактики. Возможно, именно через эту полость Местный пузырь соединяется с другими дальними сверхпузырями, но пока окончательных данных о наличии прямого канала нет. Исследования в оптическом диапазоне затрудняет плотное скопление из пыли называемое Большим разломом[22].

Большой межзвёздный тоннель — более крупная структура, которая объединяет Местный пузырь, тоннель Большого Пса и Лебединую полость в единую сеть. Он тянется на низких галактических широтах и связывает несколько сверхпузырей. Гипотеза подтверждается трёхмерными картами пыли, но для достоверного подтверждения его существования необходимы дополнительные наблюдения[23].

Галактические дымоходы — вертикальные каналы, уходящие перпендикулярно плоскости Млечного Пути. Они выбрасывают разогретый газ из Местного пузыря в галактическое гало. Существование как минимум двух таких дымоходов подтверждается рентгеновскими и радио-наблюдениями[24].

Наблюдения

[править | править код]
Расширение поверхности пузыря с течением времени, с указанием пути Солнечной системы и образовавшихся скоплений вещества[25][26].

Запущенная в феврале 2003 года и работавшая до апреля 2008 года небольшая космическая обсерватория под названием «Спектрометр космической горячей межзвёздной плазмы» (CHIPSat) изучала горячий газ внутри Местного пузыря[27]. Местный пузырь также был областью интереса для миссии «Исследователь крайнего ультрафиолета» (1992-2001), которая изучала горячие источники крайнего ультрафиолета (EUV) внутри пузыря. Источники за пределами края пузыря были идентифицированы, но оказались ослаблены более плотной межзвёздной средой. В 2019 году исследователи обнаружили в Антарктиде межзвёздное железо 60Fe, которое они связывают с Местным межзвёздным облаком, что может иметь отношение к формированию Местного пузыря[28].

В 2019 году было сообщено о создании первой трёхмерной карты Местного пузыря с использованием наблюдений диффузных межзвёздных полос[29]. В 2020 году форма пылевой оболочки, окружающей Местный пузырь, была получена и смоделирована на основе трёхмерных карт плотности пыли, извлечённых из данных о звёздной экстинкции[30].

Влияние на формирование звёзд

[править | править код]
Местный пузырь и скопления вещества на его поверхности.

В статье, опубликованной в январе 2022 года в журнале Nature, было указано, что наблюдения и моделирование позволили установить, что воздействие пузыря стало причиной формирования всех молодых близлежащих звёзд. Расширяющаяся поверхность пузыря концентрировала межзвёздные газы, что приводило к образованию звёзд. Это открытие поддержало теорию о том, что взрывы сверхновых сметают межзвёздное вещество в кучи, способствуя зарождению звёзд[31].

Связь с радиоактивными изотопами на Земле

[править | править код]

Несколько радиоактивных изотопов на Земле были связаны со сверхновыми, произошедшими относительно близко к Солнечной системе. Наиболее распространённый источник находят в глубоководных железомарганцевых конкрециях, которые постоянно растут, накапливая железо, марганец и другие элементы. Образцы делятся на слои, которые датируются, например, с помощью бериллия-10. Некоторые из этих слоёв имеют более высокие концентрации радиоактивных изотопов[32]. Изотоп, наиболее часто ассоциируемый со сверхновыми на Земле — это железо-60 из глубоководных отложений[33], антарктического снега[34] и лунного грунта[35]. Другие изотопы — марганец-53[36] и плутоний-244[32] из глубоководных материалов. Алюминий-26 происхождением от сверхновых, который ожидался на основе исследований космических лучей[37], не был подтверждён. Железо-60 и марганец-53 имеют пик 1,7-3,2 миллиона лет назад, железо-60 имеет второй пик 6,5-8,7 миллиона лет назад. Более старый пик, вероятно, возник, когда Солнечная система двигалась через сверхпузырь Ориона — Эридана[38], а более молодой пик образовался, когда Солнечная система вошла в Местный пузырь 4,5 миллиона лет назад. Одна из сверхновых, создавших более молодой пик, могла образовать пульсар PSR B1706-16 и превратить Дзету Змееносца в убегающую звезду. Обе они произошли из подгруппы Верхний Центавр — Волк (UCL) и были выброшены сверхновой 1,78 ± 0,21 миллиона лет назад[39]. Ещё одно объяснение более старого пика заключается в том, что он был произведён одной сверхновой в ассоциации Тукана — Часов 7-9 миллионов лет назад[40].

См. также

[править | править код]

Примечания

[править | править код]
  1. ↑ Abt, Helmut A. (Декабрь 2015). Hot gaseous stellar disks avoid regions of low interstellar densities. Publications of the Astronomical Society of the Pacific. 127 (958): 1218—1225. Bibcode:2015PASP..127.1218A. doi:10.1086/684436. S2CID 124774683.
  2. ↑ Frisch, P. C. Solar Journey: The Significance of Our Galactic Environment for the Heliosphere and Earth : [англ.]. — Springer Science & Business Media, 2006-09-12. — P. 4. — ISBN 978-1-4020-4557-8.
  3. 1 2 The 120 pc Map. spacsun.rice.edu. Дата обращения: 20 июля 2026. Архивировано 3 октября 2003 года.
  4. 1 2 Our local galactic neighborhood. Interstellar.jpl.nasa.gov. National Aeronautics and Space Administration (NASA) (8 февраля 2000). Дата обращения: 23 июля 2013. Архивировано 21 ноября 2013 года.
  5. ↑ Телескоп Gaia помог определить природу Местного Пузыря Архивная копия от 29 января 2022 на Wayback Machine первоисточник: Zucker, C., Goodman, A.A., Alves, J. et al. Star formation near the Sun is driven by expansion of the Local Bubble. Nature 601, 334–337 (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-021-04286-5
  6. ↑ Berghoefer, T.W.; Breitschwerdt, D. (2002). The origin of the young stellar population in the solar neighborhood – a link to the formation of the Local Bubble?. Astronomy and Astrophysics. 390 (1): 299—306. arXiv:astro-ph/0205128v2. Bibcode:2002A&A...390..299B. doi:10.1051/0004-6361:20020627. S2CID 6002327.
  7. ↑ Gabel, J.R.; Bruhweiler, F.C. [51.09] Model of an expanding supershell structure in the LISM. American Astronomical Society (8 января 1998). Дата обращения: 14 марта 2014. Архивировано 15 марта 2014 года.
  8. ↑ Maíz-Apellániz, Jesús (1 октября 2001). The Origin of the Local Bubble. The Astrophysical Journal. 560 (1): L83 – L86. arXiv:astro-ph/0108472. Bibcode:2001ApJ...560L..83M. doi:10.1086/324016. ISSN 0004-637X.
  9. ↑ Fuchs, B.; Breitschwerdt, D.; de Avillez, M. A.; Dettbarn, C.; Flynn, C. (1 декабря 2006). The search for the origin of the Local Bubble 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.
  10. 1 2 Local Chimney and Superbubbles Архивная копия от 18 января 2017 на Wayback Machine, Solstation.com
  11. ↑ Lallement, R.; Welsh, B.Y.; Vergely, J.L.; Crifo, F.; Sfeir, D. (2003). 3D mapping of the dense interstellar gas around the Local Bubble. Astronomy and Astrophysics. 411 (3): 447—464. Bibcode:2003A&A...411..447L. doi:10.1051/0004-6361:20031214.
  12. ↑ O’Neill, Theo J.; Zucker, Catherine; Goodman, Alyssa A.; Edenhofer, Gordian (2024). Three-dimensional Structure and Energy Balance of the Local Bubble. The Astrophysical Journal. 962 (2): 136. doi:10.3847/1538-3881/ac816b.{{cite journal}}: Википедия:Обслуживание CS1 (не помеченный открытым DOI) (ссылка)
  13. ↑ Perryman, Michael (2022). The Local Bubble. Gaia Science. 70: 1—59.
  14. ↑ Gry, C.; Jenkins, E. B. (2009). Supernova Impact on a Molecular Cloud in the Local Bubble. The Local Bubble and Beyond II. 1156: 218. Bibcode:2009AIPC.1156..218G. doi:10.1063/1.3211824.
  15. ↑ Egger, R. (1998). Interaction of the Local Bubble with its Environment. International Astronomical Union Colloquium. 166: 287—290. doi:10.1017/S0252921100047719.
  16. 1 2 Knyazev, A. Yu. (2007). The enigmatic loop III and the Local Galactic Structure. Triggered Star Formation in a Turbulent ISM. 237: 119—120. Bibcode:2007IAUS..237..119K. doi:10.1017/S1743921307001329.
  17. ↑ Lallement, R.; et al. (2003). 3D mapping of the local interstellar medium with HIPPARCOS. Astronomy & Astrophysics. 411: 493—510. doi:10.1051/0004-6361:20031442.
  18. ↑ Welsh, B. Y.; Lallement, R. (2005). The Local Bubble and the Galactic Chimney. Astronomy & Astrophysics. 436: 221—229. doi:10.1051/0004-6361:20042408.
  19. ↑ Egger, R. (1998). Interaction of the Local Bubble with its Environment. International Astronomical Union Colloquium. 166: 287—290. doi:10.1017/S0252921100047719.
  20. ↑ Knyazev, A. Yu. (2007). The enigmatic loop III and the Local Galactic Structure. Triggered Star Formation. 237: 119—120. doi:10.1017/S1743921307001329.
  21. ↑ Frisch, P. C. (1995). The Local Bubble and the Interstellar Medium. Space Science Reviews. 72: 371—376. doi:10.1007/BF00768801.
  22. ↑ Welsh, B. Y.; et al. (1999). New 3D maps of the local interstellar medium. Astronomy & Astrophysics. 342: 789—799. Bibcode:1999A&A...342..789W.
  23. ↑ Lallement, R.; et al. (2014). 3D maps of the local ISM from inversion of individual color excess measurements. Astronomy & Astrophysics. 561: A91. doi:10.1051/0004-6361/201322032.
  24. ↑ Zucker, C.; et al. (2022). Star formation near the Sun is driven by expansion of the Local Bubble. Nature. 601: 334—337. doi:10.1038/s41586-021-04286-5.
  25. ↑ Zucker, Catherine; Goodman, Alyssa A.; Alves, João; Bialy, Shmuel; Foley, Michael; Speagle, Joshua S.; Großschedl, Josefa; Finkbeiner, Douglas P.; Burkert, Andreas; Khimey, Diana; Swiggum, Cameren (12 января 2022). Star formation near the Sun is driven by expansion of the Local Bubble. Nature (англ.). 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.
  26. ↑ 1,000-Light-Year Wide Bubble Surrounding Earth is Source of All Nearby, Young Stars | Center for Astrophysics (англ.). www.cfa.harvard.edu. Дата обращения: 17 января 2022. Архивировано 17 января 2022 года.
  27. ↑ Cosmic Hot Interstellar Plasma Spectrometer (CHIPS). Chips.ssl.berkeley.edu. University of California – Berkeley (12 января 2003). Дата обращения: 23 июля 2013. Архивировано 21 ноября 2013 года.
  28. ↑ Koll, D.; et al. (2019). Interstellar 60Fe in Antarctica. Physical Review Letters. 123 (7) 072701. Bibcode:2019PhRvL.123g2701K. doi:10.1103/PhysRevLett.123.072701. hdl:1885/298253. PMID 31491090. S2CID 201868513.
  29. ↑ Farhang, Amin; van Loon, Jacco Th.; Khosroshahi, Habib G.; Javadi, Atefeh; Bailey, Mandy (8 июля 2019). 3D map of the local bubble. Nature Astronomy (letter). 3: 922—927. arXiv:1907.07429. doi:10.1038/s41550-019-0814-z. S2CID 197402894.
  30. ↑ Pelgrims, Vincent; Ferrière, Katia; Boulanger, Francois; Lallement, Rosine; Montier, Ludovic (Апрель 2020). Modeling the magnetized Local Bubble from dust data. Astronomy & Astrophysics. 636: A17. arXiv:1911.09691. Bibcode:2020A&A...636A..17P. doi:10.1051/0004-6361/201937157.
  31. ↑ The Local Bubble. sites.google.com. Дата обращения: 20 июля 2026. Архивировано 20 июля 2026 года.
  32. 1 2 Wallner, A.; Froehlich, M. B.; Hotchkis, M. A. C.; Kinoshita, N.; Paul, M.; Martschini, M.; Pavetich, S.; Tims, S. G.; Kivel, N.; Schumann, D.; Honda, M.; Matsuzaki, H.; Yamagata, T. (1 мая 2021). 60Fe and 244Pu deposited on Earth constrain the r-process yields of recent nearby supernovae. Science. 372 (6543): 742—745. Bibcode:2021Sci...372..742W. doi:10.1126/science.aax3972. ISSN 0036-8075. PMID 33986180.
  33. ↑ Knie, K.; Korschinek, G.; Faestermann, T.; Wallner, C.; Scholten, J.; Hillebrandt, W. (1 июля 1999). Indication for Supernova Produced 60Fe Activity on Earth. Physical Review Letters. 83 (1): 18—21. Bibcode:1999PhRvL..83...18K. doi:10.1103/PhysRevLett.83.18. ISSN 0031-9007.
  34. ↑ Koll, Dominik; Korschinek, Gunther; Faestermann, Thomas; Gómez-Guzmán, J. M.; Kipfstuhl, Sepp; Merchel, Silke; Welch, Jan M. (1 августа 2019). Interstellar 60Fe in Antarctica. Physical Review Letters. 123 (7) 072701. Bibcode:2019PhRvL.123g2701K. doi:10.1103/PhysRevLett.123.072701. hdl:1885/298253. ISSN 0031-9007. PMID 31491090.
  35. ↑ Fimiani, L.; Cook, D. L.; Faestermann, T.; Gómez-Guzmán, J. M.; Hain, K.; Herzog, G.; Knie, K.; Korschinek, G.; Ludwig, P.; Park, J.; Reedy, R. C.; Rugel, G. (1 апреля 2016). 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.
  36. ↑ Korschinek, G.; Faestermann, T.; Poutivtsev, M.; Arazi, A.; Knie, K.; Rugel, G.; Wallner, A. (1 июля 2020). Supernova-Produced 53Mn on Earth. Physical Review Letters. 125 (3) 031101. Bibcode:2020PhRvL.125c1101K. doi:10.1103/PhysRevLett.125.031101. ISSN 0031-9007. PMID 32745435.
  37. ↑ Feige, Jenny; Wallner, Anton; Altmeyer, Randolf; Fifield, L. Keith; Golser, Robin; Merchel, Silke; Rugel, Georg; Steier, Peter; Tims, Stephen G.; Winkler, Stephan R. (1 ноября 2018). Limits on Supernova-Associated Fe 60 /Al 26 Nucleosynthesis Ratios from Accelerator Mass Spectrometry Measurements of Deep-Sea Sediments. Physical Review Letters. 121 (22) 221103. Bibcode:2018PhRvL.121v1103F. doi:10.1103/PhysRevLett.121.221103. hdl:1885/201559. ISSN 0031-9007. PMID 30547642.
  38. ↑ Schulreich, M. M.; Feige, J.; Breitschwerdt, D. (1 декабря 2023). Numerical studies on the link between radioisotopic signatures on Earth and the formation of the Local Bubble. II. Advanced modelling of interstellar 26Al, 53Mn, 60Fe, and 244Pu influxes as traces of past supernova activity in the solar neighbourhood. Astronomy and Astrophysics. 680: A39. arXiv:2309.13983. Bibcode:2023A&A...680A..39S. doi:10.1051/0004-6361/202347532. ISSN 0004-6361.
  39. ↑ Neuhäuser, R.; Gießler, F.; Hambaryan, V. V. (1 октября 2020). A nearby recent supernova that ejected the runaway star ζ Oph, the pulsar PSR B1706-16, and 60Fe found on Earth. 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.
  40. ↑ Hyde, M.; Pecaut, M. J. (1 января 2018). Supernova ejecta in ocean cores used as time constraints for nearby stellar groups. Astronomische Nachrichten. 339 (1): 78—86. arXiv:1712.05466. Bibcode:2018AN....339...78H. doi:10.1002/asna.201713375. ISSN 0004-6337.

Ссылки

[править | править код]
Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Местный_пузырь&oldid=155493133