3D 地图显示太阳系的局部气泡有一个“逃生隧道”

我们的宇宙邻居的 3D 地图揭示了炎热和寒冷的区域，以及我们当地气泡的“逃生隧道”。

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利用 eROSITA 全天巡天数据，天文学家绘制了太阳系周围发射 X 射线的百万度高温气体低密度气泡的 3D 地图。

调查显示，该气泡内存在大规模温度梯度，称为局部热气泡（LHB），这意味着它同时包含热点和冷点。研究小组怀疑这种温度梯度可能是由超新星中爆炸的大质量恒星引起的，导致气泡被重新加热。这种重新加热会导致低密度气体膨胀。

研究人员还发现了一条似乎是“星际隧道”的东西，这是一条通往半人马座的恒星之间的通道。这条隧道可能将太阳系的主气泡与邻近的超级气泡连接起来，并且可能是由年轻恒星的喷发和强大而高速的恒星风形成的。

科学家们认识 LHB 概念至少已有 50 年了。这种低密度气体空腔首先被建议用来解释相对低能量或“软”X 射线的背景测量。这些光子的能量约为 0.2 电子伏特 (eV)，在被吸收之前无法在星际空间中传播很远。

事实上，我们的太阳系附近没有大量可以发射这些光子的星际尘埃，这表明存在软X射线发射等离子体，它在“局部热气泡”中取代了太阳系周围的中性物质。由此，LHB理论诞生了。

这一理论的主要问题之一出现在 1996 年，当时科学家发现太阳风（太阳吹出的带电粒子流）与地球“地冕”（地球大气层最外层）中的粒子之间的交换会发射出X 射线光子的能量与提议源自 LHB 的能量相似。

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了解太阳系的局部气泡

eROSITA 望远镜是 2019 年发射的光谱伦琴伽马 (SRG) 任务的主要仪器，是解决这一难题的理想仪器。 eROSITA 距离地球 100 万英里（150 万公里），是第一台从地球地冕之外观测宇宙的 X 射线望远镜，这意味着可以从 LHB 光子的观测中排除潜在的 X 射线“噪声”。

此外，eROSITA 的全天巡天 (eRASS1) 在太阳 11 年太阳周期的间歇期收集数据，此时太阳风较弱，称为“太阳极小期”。这减少了来自太阳风交换的污染量。

“换句话说，今年向公众发布的 eRASS1 数据提供了迄今为止最清晰的 X 射线天空视图，使其成为研究 LHB 的完美仪器，”团队负责人、马克斯·普朗克研究所研究员 Michael Yeung 说。物理学（MPE）在一份声明中说。

在将银河系半球划分为 2000 个不同的区域后，Yeung 和同事分析了来自所有这些区域的光。他们发现，银河系北部的温度存在明显的差异，银河系北部比银河系南部凉爽。

该团队已经确定，LHB 的热气体的密度相对均匀。将其与 LHB 边缘凉爽而致密的分子云中的气体进行比较，该团队能够创建 LHB 的详细 3D 地图。

这表明 LHB 向银河半球的两极拉伸。热气体沿着阻力最小的方向膨胀，在这种情况下，该方向远离银盘。因此，这对研究人员来说并不是一个巨大的惊喜，因为 eROSITA 的前身 ROSAT 在大约 3 年前就已经揭示了这一发现。

但是，新的 3D 地图确实揭示了一些迄今为止未知的东西。

“我们不知道的是通往半人马座的星际隧道的存在，它在较冷的星际介质中形成了一个间隙，”团队成员兼 MPE 物理学家迈克尔·弗雷伯格在声明中说。 “由于 eROSITA 大大提高的灵敏度以及与 ROSAT 相比截然不同的测量策略，该地区脱颖而出。”

令人兴奋的是，研究小组怀疑 LHB 中的半人马座隧道可能只是热气体隧道网络的一部分，该网络在恒星之间的星际介质的冷气体之间穿行。

这种星际介质网络将通过恒星风、标志着大质量恒星死亡的超新星以及从新形成的恒星或“原恒星”喷出的喷流的影响来维持和维持。

这些现象统称为“恒星反馈”，人们相信它们会横扫银河系，从而塑造银河系。

除了 LHB 的 3D 地图外，该团队还创建了超新星残骸、超级气泡和尘埃的普查，并将其纳入地图中，以构建太阳系宇宙邻域的 3D 交互式模型。

其中包括另一个先前已知的星际介质隧道，称为大犬座隧道。这被认为是在 LHB 和古姆星云之间延伸，或者在 LHB 和 GSH238+00+09（一个更遥远的超级气泡）之间延伸。

他们还绘制了 LHB 边缘密集的分子云图，这些分子云正在远离我们。这些云可能是在 LHB 被“清除”并且密度更大的物质被扫到其末端时形成的。这也可以暗示太阳何时进入这个局部的低密度气泡。

“另一个有趣的事实是，太阳一定是在几百万年前进入 LHB 的，与太阳的年龄（46 亿年）相比，时间很短，”团队成员兼 MPE 科学家 Gabriele Ponti 说。 “当我们不断地穿过银河系时，太阳似乎在左HB中占据相对中心的位置，这纯粹是巧合。”

您可以在此处探索团队的太阳能社区 3D 模型。

最初发布于Space.com。