太陽(yáng)非常大，但太陽(yáng)系卻非常大，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)我們的太陽(yáng)系就在空間一個(gè)比較空曠的地區(qū)的中央。 這就是我們的'黑洞',也被稱為地球之外最神秘的天體之一。黑洞是在宇宙膨脹時(shí)形成的一種奇特物體。它具有極強(qiáng)的引力和輻射能力。其直徑可達(dá)30光年以上。 該空腔粒子密度很低，是我們銀河系星際介質(zhì)平均密度的至少十倍，但是其中也含有一層薄的高溫x射線，能發(fā)出高達(dá)100萬(wàn)度的等離子體。
這個(gè)叫做局部氣泡的空腔就是我們太陽(yáng)以及成千上萬(wàn)顆相鄰恒星的家。那么，科學(xué)家們是怎樣發(fā)現(xiàn)它的呢？ 它一開(kāi)始是怎么來(lái)的呢？ 又為什么會(huì)有這么多的氣體在其中產(chǎn)生呢？它們是由哪些物質(zhì)組成的呢？這些都是大家非常關(guān)心的問(wèn)題。那么，太陽(yáng)到底是從哪里來(lái)的呢？ 最為重要的問(wèn)題是太陽(yáng)何時(shí)進(jìn)入？ 這氣泡是否意味著人類已經(jīng)被外星文明所圈養(yǎng)？ 有了這些疑問(wèn)，我們就開(kāi)始了今天的談話。
首先科學(xué)家們觀察到這一局部氣泡形狀并非球形，因此稱它為氣泡有些不確切，反而有點(diǎn)像沙漏的形狀，銀河平面最窄小，氣泡好像打開(kāi)了，向遠(yuǎn)離銀河平面方向沖進(jìn)銀河暈。 然后，在宇宙學(xué)領(lǐng)域里，天文學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一些類似于“哈勃”太空望遠(yuǎn)鏡拍攝到的宇宙照片。 最終，其直徑大約1000光年左右，其邊界周圍是一層較為寒冷，密度較高，中性較高的氣體及塵埃，宇宙空洞中有數(shù)團(tuán)星際介質(zhì)及宇宙物質(zhì)云團(tuán)天體以片狀光結(jié)構(gòu)定向靠近氣泡邊界，并與另外數(shù)顆鄰近恒星共同存在。
太陽(yáng)系現(xiàn)在內(nèi)嵌著一個(gè)叫做局部絨毛復(fù)合體的云。 接著，有些隧道似乎穿過(guò)周圍稠密氣體和局部氣泡而分支，開(kāi)放到其它空腔中。 當(dāng)它遇到另一或多個(gè)空間時(shí)就會(huì)發(fā)生斷裂或者破裂。最終導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)解體而成為一個(gè)整體。這個(gè)過(guò)程也就是星系團(tuán)中各種星系之間相互聯(lián)系的歷史。 這些相連的空腔類似于我們?cè)谝粋€(gè)典型海綿中所見(jiàn)到的洞穴。局部氣泡于20世紀(jì)七八十年代由光學(xué)射電與x射線天文學(xué)相結(jié)合而被發(fā)現(xiàn)，但許多年來(lái)人們并不清楚這個(gè)結(jié)構(gòu)當(dāng)初是怎樣產(chǎn)生的。多年以來(lái)，人類曾發(fā)出不同的使命去研究氣泡內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
該探測(cè)器于1992-2001年間執(zhí)行任務(wù)，對(duì)氣泡中的熱euv源進(jìn)行檢查。 小型空間天文臺(tái)于二零零三年二月發(fā)射了名為“宇宙熱星際等離子體光譜儀芯片”。 特派團(tuán)繼續(xù)開(kāi)展工作，直到2008年對(duì)當(dāng)?shù)貧馀葜械臒釟怏w進(jìn)行觀察。 2019年對(duì)這一宇宙現(xiàn)象進(jìn)行研究的項(xiàng)目終于取得了突破性進(jìn)展，當(dāng)時(shí)的研究者們報(bào)道了首個(gè)使用漫射星際帶進(jìn)行觀測(cè)的局部氣泡3d圖。 這幅精確地圖由蓋亞公布的資料繪制而成，而蓋亞則是為用最高精度描繪銀河系內(nèi)恒星位置及運(yùn)動(dòng)而正在實(shí)施的工程。 這幅圖片將為我們理解宇宙學(xué)中一些重要概念提供幫助。宇宙是個(gè)大爆炸形成的系統(tǒng)，它產(chǎn)生出許多不同類型的恒星和星系。這些天體在時(shí)間上有很大差別。 這一使命僅次于哈勃。
此外，蓋亞對(duì)距太陽(yáng)650光年以內(nèi)的氣體及年輕恒星也進(jìn)行了摸底，蓋亞的觀察揭示了氣泡形成之謎的某些有趣信息，最后給出了解答結(jié)論：恒星形成區(qū)域的年輕恒星均處于表面上，幾百萬(wàn)年前一系列1或2類超新星爆炸也許就是從星際介質(zhì)切割的局部氣泡產(chǎn)生的。
超新星（Urban Studies, UN）是宇宙中最亮和能量最高的爆炸之一1型超新星（UN）發(fā)生于雙星系統(tǒng)，1型超新星由白矮星組成，2型超新星可能由紅巨星組成。 由于這類恒星通常都具有較高的亮度和溫度，因此它們會(huì)成為人們研究的重點(diǎn)對(duì)象。在這種情況下，我們可以觀測(cè)到一些類似于白矮星或中子星等類型的天體。 在這種雙星系統(tǒng)里，白矮星和紅巨星開(kāi)始通過(guò)大氣層的引力將氣體吸引到自己身上。 這些被吸進(jìn)的氣體到了熱得不可思議的白矮星上，很快就被引燃了，于是恒星表面發(fā)生了爆炸。
相比之下，第二類超新星則是由個(gè)別大質(zhì)量恒星消亡而來(lái)，當(dāng)某一恒星不能在核心處繼續(xù)發(fā)生核聚變的時(shí)候，由于重力的作用而開(kāi)始崩塌，于是恒星外層以大約23%的光速在幾萬(wàn)分之一秒內(nèi)崩塌，由于中子以簡(jiǎn)并的壓力維持著核心崩塌而進(jìn)入的外層和核心相撞后彈回并產(chǎn)生沖擊波而作為2型超新星爆炸。
在這兩種情況中，當(dāng)超新星向外脹開(kāi)時(shí)會(huì)撞擊和壓縮它脹開(kāi)的材料。 這樣就造成了星際介質(zhì)內(nèi)分子氣體節(jié)的密集。 這些小尺度的結(jié)構(gòu)被稱為'局部氣泡',它們可能存在于銀河系中心或者星系團(tuán)中的某些星系核附近。這些局部氣泡會(huì)受到來(lái)自太陽(yáng)或其他恒星發(fā)出的輻射影響而變得更加明亮。 這些密集區(qū)域由于重力作用而進(jìn)一步塌陷，由此產(chǎn)生年輕恒星恒星模擬顯示，局部氣泡約從1440萬(wàn)年前開(kāi)始產(chǎn)生，估計(jì)約有15顆超新星經(jīng)過(guò)幾百萬(wàn)年的爆炸而產(chǎn)生我們今天所見(jiàn)到的局部氣泡。 該空洞現(xiàn)在半徑為538光年,并且還正以大約6.7千米/秒向外延伸。
太陽(yáng)系運(yùn)行了五、六百萬(wàn)年，經(jīng)過(guò)了這一由局部氣泡所占的地區(qū)，而這一地區(qū)恰好處于局部星際云或氣泡中較小而相對(duì)稠密的物質(zhì)地區(qū)。 如果我們把這些氣體稱之為'氣云',那么就意味著它們可能存在于宇宙空間內(nèi)，而不像地球上的恒星和行星那樣有大量的塵埃覆蓋在上面。但是，這種說(shuō)法似乎不太可靠。 有理論顯示，第一顆超新星發(fā)生爆炸形成局部氣泡的時(shí)候，太陽(yáng)就已接近這一地區(qū)，約500萬(wàn)年前太陽(yáng)圍繞銀河系旋轉(zhuǎn)時(shí)就已進(jìn)入氣泡中，這也是為什么太陽(yáng)差點(diǎn)就被置于氣泡中央的原因之一，當(dāng)然也就意味著這個(gè)氣泡并非外星文明，人類并非被圈養(yǎng)。
科學(xué)家們相信局部氣泡并不是銀河系內(nèi)惟一的空穴，銀河系內(nèi)可能充斥著這種氣泡。 通過(guò)對(duì)其位置，大小，形狀以及相互作用等方面進(jìn)行細(xì)致的研究，能夠幫助我們更好的了解恒星是如何形成以及銀河系是如何進(jìn)化的，對(duì)于這些神秘莫測(cè)的氣泡來(lái)說(shuō)，也許在數(shù)百萬(wàn)年后，太陽(yáng)系會(huì)隨著太陽(yáng)系的不斷繞行而自然的與之分離，但沒(méi)有人敢肯定前方會(huì)有一個(gè)氣泡在等著我們，您覺(jué)得呢？ 請(qǐng)看——【作者簡(jiǎn)介】李欣博士是北京大學(xué)天體物理學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師、中國(guó)天文學(xué)會(huì)理事；中國(guó)科學(xué)院紫金山天文臺(tái)研究員，國(guó)際宇宙學(xué)會(huì)（IAU）會(huì)員。 歡迎留言哦！
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