环绕地球的1000光年宽的气泡是附近年轻恒星的来源

地球坐落在一个 1000 光年宽的空间中，周围环绕着数千颗年轻的恒星——但这些恒星是如何形成的?

在周三发表在《自然》杂志上的一篇论文中，天体物理中心的天文学家 | 哈佛和史密森尼学会 (CfA) 和太空望远镜科学研究所 (STScI) 重建了我们银河系附近的演化历史，展示了 1400 万年前开始的一系列事件如何导致形成了一个巨大的气泡，该气泡负责所有宇宙的形成附近，年轻的明星。

“这真的是一个起源故事;我们第一次可以解释所有附近恒星的形成是如何开始的，”天文学家和数据可视化专家凯瑟琳·扎克说，她在 CfA 的奖学金期间完成了这项工作。

这篇论文的中心人物是一个3D 时空动画，它揭示了所有年轻的恒星和恒星形成区域——距离地球 500 光年以内——都位于一个被称为局部气泡的巨大气泡的表面。虽然天文学家几十年前就知道它的存在，但科学家们现在可以看到并了解局部气泡的起源及其对周围气体的影响。

我们的星星之源：本地泡沫

使用大量新数据和数据科学技术，时空动画展示了 1400 万年前首次爆发的一系列超新星如何将星际气体向外推，形成一个表面适合恒星形成的气泡状结构。

今天，七个著名的恒星形成区域或分子云——可以形成恒星的空间密集区域——位于气泡表面。

“我们已经计算出，大约有 15 颗超新星在数百万年的时间里形成了我们今天看到的局部气泡，”祖克说，他现在是 STScI 的宇航局哈勃研究员。

天文学家指出，这个形状奇特的气泡并没有处于休眠状态，而是继续缓慢增长。

“它以每秒约 4 英里的速度滑行，”扎克说。“不过，它已经失去了大部分的魅力，而且在速度方面几乎停滞不前。”

气泡的膨胀速度，以及在其表面形成的年轻恒星的过去和现在的轨迹，是使用欧洲航天局发射的天基天文台盖亚获得的数据得出的。

“这是一个令人难以置信的侦探故事，由数据和理论驱动，”哈佛教授和天体物理中心天文学家 Alyssa Goodman 说，她是研究的合著者，也是使这一发现成为可能的数据可视化软件胶水的创始人。“我们可以使用各种各样的独立线索拼凑出我们周围恒星形成的历史：超新星模型、恒星运动和局部气泡周围物质的精美新 3D 地图。”

泡沫无处不在?

“当第一颗产生局部气泡的超新星爆炸时，我们的太阳离活动很远，”共同作者、维也纳大学教授若昂·阿尔维斯说。“但大约 500 万年前，太阳穿过银河系的路径将其直接带入了气泡，而现在太阳——只是运气好——几乎就在气泡的中心。”

今天，当人类从太阳附近凝视太空时，他们有一个前排座位，可以看到在气泡表面周围发生的恒星形成过程。

天文学家在近 50 年前首次提出超级气泡在银河系中普遍存在的理论。“现在，我们有证据了——我们在其中一件事中的正确机会有多大?” 古德曼问道。她解释说，从统计数据来看，如果我们的银河系中很少有这样的气泡，那么太阳就不太可能以一个巨大的气泡为中心。

古德曼将这一发现比作银河系，它类似于非常有孔的瑞士奶酪，其中奶酪中的孔被超新星炸开，新星可以在垂死恒星产生的孔周围的奶酪中形成。

接下来，包括合著者和哈佛博士生 Michael Foley 在内的团队计划绘制更多的星际气泡，以获取其位置、形状和大小的完整 3D 视图。绘制气泡以及它们之间的关系，最终将使天文学家能够了解垂死的恒星在产生新的恒星以及在银河系等星系的结构和演化中所起的作用。

扎克想知道，“这些气泡在哪里接触?它们如何相互作用?超级气泡如何推动银河系中像我们的太阳这样的恒星的诞生?”

该论文的其他合著者是 CfA 的 Douglas Finkbeiner 和 Diana Khimey;维也纳大学的 Josefa Groβschedland Cameren Swiggum;马里兰大学的 Shmuel Bialy;多伦多大学的 Joshua Speagle;和慕尼黑大学天文台的 Andreas Burkert。

这些文章、分析数据(在哈佛数据宇宙上)以及交互式数字和视频都可以通过一个专门的网站免费提供给所有人。

结果于周三下午在天文学会(AAS)的新闻发布会上公布。

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