銀河系之中有多達1000億顆到4000億顆恒星,太陽只是其中的一個。
像太陽這樣的恒星系統,銀河系中多不勝數,但太陽系的確有它的特別之處,除了擁有一顆生命星球之外,它還位于一個高溫熱泡之中。所謂高溫熱泡,就是一個高溫、低密度的等離子體腔體,而包裹太陽系的這個熱泡的結構跨度大概在1000光年左右,我們將其稱為“本地熱泡”。人類最初探知本地熱泡是在20世紀70年代,當時天文學家在進行天文觀測時,通過X射線探測器發現全天存在著彌散的軟X射線輻射。
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軟X射線輻射是一種介于紫外線與硬X射線之間的電磁輻射,波長為0.1納米至10納米之間,能量較低。
面對這種情況,當時的天文學家就猜測我們可能正被一個稀薄的熱氣所包裹,但礙于彼時的科技水平,無法找到更多證據。到了20世紀90年代,技術的進步終于讓科學家們看到了這個熱泡的結構。通過增強型羅斯衛星的全天巡天數據繪制出了詳細的X射線地圖,一個橢球狀的結構清晰地展現了出來,這成為了本地熱泡存在的第一個直接證據。
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想要進一步建立本地熱泡的結構模型,還需要光譜證據。
2000年,哈勃空間望遠鏡和遠紫外光譜探測器的數據顯示,本地熱泡中的熱氣體含有高電離態的氧和碳離子,這些離子只能在高溫環境中形成,這為本地熱泡內的等離子體存在提供了光譜證據,本地熱泡模型也得以初步建立。2019年,科學家利用光譜RG的X射線望遠鏡繪制出了首個3D地圖,本地熱泡的結構和形成機制得以被確認。通過研究推測,科學家們普遍認為本地熱泡的形成是一系列超新星爆發的結果。
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大約在1400萬年以前,在天蝎座方向存在著一群處于壽命終末的大質量恒星。
這些恒星先后迎來了超新星爆發,這是一種極為劇烈的天體活動,巨大的能量會在一瞬間被釋放,波及范圍超過50光年。這些超新星爆發是在幾百萬年間先后發生的,這對于宇宙而言是一個極短的時間尺度。接連的爆炸將這一區域內的星際介質逐漸清空,導致一個低密度的空洞形成了,同時又將這個低密度空洞中僅存的氣體物質加熱到了100萬開爾文,最終形成了一個本地泡。
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本地泡的范圍有多大呢?直徑大概在1000光年左右。
科學家認為本地熱泡對于地球生命的形成是有重要作用的。因為本地熱泡內的物質密度極地,顯著低于其它宇宙區域,所以宇宙輻射也要比其他宇宙區域少得多,這就使得地球躲過了早期的高輻射環境,后來隨著地球大氣結構的變化,臭氧層形成,抵御宇宙輻射的能力才得以完善。如此說來就有些不可思議了,就好像本地熱泡是專門為了保護太陽系才存在的,但這實屬想多了。
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太陽系并不是一開始就在本地熱泡之內,也不會永遠待在其中。
太陽系是在繞行銀河系中心的過程中,意外進入了本地熱泡,這大概是500萬年以前的事情,而在未來,太陽系也會因為移動而離開本地熱泡,這大概發生在500萬年之后。不過這也不意味著太陽系就是第一次進入熱泡,超新星爆發是經常會發生的事情,集中式的爆發也并不罕見,所以在銀河系中可能廣泛存在著大量的高溫熱泡,而我們的太陽系可能也早在各種熱泡中穿行了很多次。
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