Астрономы проследили эволюцию межзвездной пустоты, в которой находится наша Солнечная система

Наша Солнечная система находится внутри галактической области, называемой местным пузырем — полостью низкоплотной высокотемпературной плазмы, окруженной газом и пылью. Точная форма и границы этого пузыря, а также его участие в формировании близлежащих звезд до сих пор оставались неопределенными. Группа астрономов под руководством Гарвардского и Смитсоновского центров астрофизики предлагает высокодетальное трехмерное отображение местного межзвездного пузыря, позволяющее проследить историю нашего галактического соседства.

Наша планета находится в межзвездной пустоте шириной около 1000 световых лет, известной как местный пузырь, в окружении тысяч молодых звезд. Хотя о ее существовании известно уже несколько десятилетий, происхождение этих звезд, расположенных исключительно на периферии, оставалось загадкой для ученых. Однако используя новые методы анализа данных, исследователи создали пространственно-временную анимацию местного пузыря, которая проливает свет на рождение и эволюцию этого конкретного региона Млечного Пути.

Анимация, о которой идет речь в статье, опубликованной в журнале Nature, показывает, что серия сверхновых, начавшаяся около 14 миллионов лет назад, лежит в основе формирования локального пузыря, в котором находится наша Солнечная система; эти звездные взрывы, кроме того, создали условия, благоприятные для образования новых звезд на краях пузыря. "Мы подсчитали, что около 15 сверхновых были запущены в течение миллионов лет, чтобы сформировать местный пузырь, который мы видим сегодня", — говорит в своем заявлении Кэтрин Цукер, астроном из Научного института космического телескопа.

Звезды, рожденные на поверхности пузыря

Используя данные космической обсерватории Gaia Европейского космического агентства и программу визуализации Glue, ученые впервые смогли реконструировать и наблюдать весь процесс формирования звезд в "окрестностях" нашей планеты на расстоянии около 500 световых лет.

Команда объясняет, что сила сверхновых, вероятно, выталкивала межзвездный газ наружу, естественным образом создавая вакуум, по краям которого скапливалась материя, позволяя рождаться новым звездным телам: плотные узлы молекулярного газа в конечном итоге разрушались под собственной гравитацией, давая начало новым звездам. Чтобы упростить ситуацию, Алисса Гудман, астроном из Центра астрофизики, соавтор исследования и основатель Glue, вызывает в воображении образ швейцарского сыра: представьте себе дыры, вырытые сверхновыми, и что новые звезды образуются в сыре, оставшемся вокруг этих дыр (и нигде больше).

К счастью, у нас есть место в первом ряду для изучения местного пузыря, поскольку мы находимся почти в самом его центре! История местного пузыря началась 14,4 миллиона лет назад, с фазы производства звезд, и хотя Солнце было далеко от этого явления, когда взорвалась первая сверхновая, ее "путешествие" по Млечному Пути в конце концов привело ее в пузырь около пяти миллионов лет назад, и сейчас она находится почти в центре.

Пятьдесят лет назад астрономы предположили, что такие межзвездные пузыри относительно часто встречаются в нашей галактике. Однако это так и не было доказано. Для Алиссы Гудман наше привилегированное положение означает, что больше нет сомнений в том, что эти пузыри существуют в большом количестве: "Каковы шансы, что мы находимся в центре одного из них? Статистически очень маловероятно, что Солнце сосредоточено в гигантском пузыре, если такие пузыри редко встречаются в Млечном Пути", — объясняет она.

На поверхности местного пузыря расположено не менее семи отдельных звездообразующих областей, сообщают исследователи, включая молекулярное облако Тельца, о котором ранее сообщалось в журнале The Astrophysical Journal Letters в 2021 году; исследователи уже подозревали, что у истоков этой настоящей фабрики звезд стоят древние сверхновые, произошедшие почти 10 миллионов лет назад.
 

Полученные данные также позволили рассчитать скорость расширения пузыря: он по-прежнему расширяется медленно, со скоростью чуть более 6 км/с, но его активность и скорость менее устойчивы, чем в прошлом. Его радиус в настоящее время составляет около 538 световых лет.

Поскольку почти наверняка существуют и другие межзвездные пузыри, подобные нашему, команда теперь планирует составить их карту таким же образом, чтобы получить полное трехмерное представление об их расположении, форме и размере. Для этого исследователи смогут использовать следующий набор данных Gaia, выход которого ожидается во втором квартале 2022 года.

Составление карты пузырей и их возможных взаимосвязей таким образом позволит астрономам понять роль, которую играют умирающие звезды в рождении новых звезд, а также в структуре и эволюции галактик, подобных Млечному Пути. Эти межзвездные пузыри в конечном итоге могут быть необходимы для рождения звезд, таких как наше Солнце. Это видео, предоставленное Центром астрофизики, прекрасно иллюстрирует открытие: