在我们当地的太空口袋中发现神秘的“星际隧道”

有趣的是,太阳系的银河系小口袋正是这样。我们的恒星位于银河系裙部一个异常炎热、低密度的隔间中,被称为局部热泡 (LHB)。

为什么它不被称为 Local Hot Pocket 是任何人的猜测;但是,由于这是一个异常现象,科学家们想知道该地区存在的原因。

现在,一组天文学家已经绘制了这个气泡的地图,不仅揭示了这个气泡的形状和温度梯度的奇怪不对称性,还揭示了一条指向半人马座的神秘隧道的存在。

关于气泡形状和热量的新数据支持了之前的解释,即 LHB 是由爆炸的超新星挖掘出来的,该超新星膨胀并加热了结构,而隧道表明它可能与附近的另一个低密度气泡有关。

LHB 的特征是它的温度。这是一个被认为是至少 1,000 光年,徘徊在一百万开尔文左右的温度。因为原子分布得如此稀薄,所以这种高温对内部物质没有明显的加热效应,这对我们来说可能也一样。但它确实会在 X 射线中发出光芒,这就是天文学家发现了它,几年前。

太阳系在局部热气泡中位置的 3D 模型。交互式版本可以在这里找到.(杨伟文/MPE)

但是描述你实际在里面的东西说起来要容易得多。想象一下一条鱼(如果一条鱼具有类似人类的智能)试图描述其水箱的形状,而不从中心移动。这很棘手 - 但有了正确的工具,它会变得更容易。

这让我们想到了 eROSITA,即马克斯普朗克地外物理研究所强大的天基 X 射线望远镜。在该研究所的天体物理学家 Michael Yeung 的领导下,一组研究人员利用 eROSITA 比以往任何时候都更详细地探测了 LHB。

多亏了之前的研究工作,我们知道 LHB 很可能是超新星爆炸像一串鞭炮一样爆炸的产物。大约 1440 万年前.太阳系位于气泡中心只是一个有趣的宇宙巧合。但 LHB 的形状仍然很模糊——一种笨拙、胖乎乎的指节状配置。

eROSITA 的一大优势是它的位置。我们星球的大气层到达太空的距离令人惊讶,一个被称为地冕的巨大氢晕一直延伸到100 地球半径– 距离地表超过 600,000 公里(超过 370,000 英里)。当从太阳吹来的粒子与地冕相互作用时,它们会产生一种漫射的 X 射线辉光,与 LHB 的辉光非常相似。

eROSITA 在太空天文台距离地球约 150 万公里。X 射线天文台位于地球和太阳引力产生的引力稳定位置,是同类天文台中第一个完全从我们发光的地冠之外观测 X 射线天空的天文台。

研究人员将 eROSITA 对 X 射线天空的观测分为大约 2,000 个部分,并煞费苦心地研究了每个部分的 X 射线,以生成 LHB 的地图。他们的发现表明,气泡垂直于银河系平面的膨胀幅度大于平行方向的膨胀幅度。这并不意外,因为垂直方向提供的阻力比水平方向小。

Local Hot Bubble 的温度梯度,由颜色编码。(Michael Yeung/MPE)

研究人员测量的不对称温度梯度与气泡产生的超新星理论一致,直到几百万年前,恒星可能还在我们附近爆炸。

他们的地图还改进了 LHB 的已知形状,允许在三个维度上构建模型。结果类似于所谓的双极星云,如果更尖锐、更颠簸。还有一个隐藏的惊喜。

“我们不知道的是存在一条通往半人马座的星际隧道,它在较冷的星际介质中开辟了一个缺口,”天体物理学家迈克尔·弗雷伯格 (Michael Freyberg) 说马克斯·普朗克地外物理研究所的。“这个地区非常突出。”

我们还不知道这条隧道连接什么。在它所移动的方向上有许多天体,包括另一个 Gum 星云相邻气泡和几个分子云。

这也可能是一个线索,即银河系由一个由热气泡和星际隧道组成的完整连接网络组成,这是一个想法1974 年提出,目前还没有出现什么证据。我们现在可能即将找到那个网络——这反过来可以帮助我们更多地了解我们银河系的近代历史。

该研究已发表在天文学与天体物理学.

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