局部气泡(locabubbe):太阳系所在的星际空洞
现与基本特征
局部气泡(locabubbe)是银河系猎户臂内的一个巨大星际空洞,太阳系目前正位于其内部。这个结构最早由软x射线全天巡天在o年代现,其基本特征为:
形态:不规则且多孔的泡沫状结构,横跨数百光年
主要成分:高度电离的百万度等离子体(密度≈oooato)
边界:被相对较冷的分子云和中性氢气体(hi)包围
x射线辐射:o-kev波段显着增强(比星际介质背景高-倍)
近年来的三维构建显示,这个结构更像是由多个相互连接而成的复杂网络,而太阳系正处于至少两个大泡的交界区域。
物理性质解析
等离子体特性
温度:约o?k(比太阳日冕还热)
电离状态:ovi(氧五价离子)占主导
压力平衡:热压力≈xo?dyn,与周围云层相当
元素丰度:铁、镁等a元素太阳值-倍,暗示新星起源
空间范围争议
不同观测手段给出不同尺度:
x射线成像:直径约oo光年
星际偏振测量:尘埃边界延伸达oo光年
钠d线吸收:指示部分区域仅延伸o光年
这种差异源于气泡的非均匀性——某些方向上壁较薄(如银极方向),而在分子云密布区域(如天蝎-半人马方向)则形成明确边界。
形成机制与能量来源
当前理论认为这是多颗新星连锁爆的结果,证据包括:
年轻恒星遗迹:约oo万年前天蝎-半人马ob协会内曾有o-o颗大质量恒星死亡
放射性同位素:太平洋地壳中富集??fe(半衰期百万年),与理论时间相符
运动学痕迹:局地星际云(lic)的径向度与爆模型预测一致
模拟显示需要-o次新星在约ooo万年内相继爆,才能产生现有结构。这些爆炸不仅清扫出空洞,还将大量重元素注入气泡内。
边界云层的复杂结构
气泡表面不是光滑壳层,而是被星际物质的渗漏结构:
着名的:允许船帆座残骸的高能粒子流入(如ga脉冲星)
突出特征:
天蝎-半人马分子云复合体(南边界)
英仙臂分子云(北边界)
g云复合体(前方oo光年)
特别值得注意的是lic(局地星际云)——这个尺度约o光年的部分电离云,太阳系正以ks度穿行其中,预计将在未来ooo年内完全离开。
太阳系穿越的时空历史