千光年尺度的巨大空腔 太陽系身在其中？(圖)
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抬頭望向夜空，人們看到的是無數閃爍星辰，而在這片看似繁密的銀河之中，太陽系所在的位置卻藏著一個截然不同的景象。有一個規模至少達到1000光年、氣體密度異常稀薄的巨大星際空間，它被稱為「本地泡」，也叫「本地空腔」，而太陽系正位於其中。
這個巨大的「泡泡」並不是空無一物的宇宙真空，裡面仍有恆星、褐矮星與各種星際雲氣，只是相較於一般的星際介質，這裡的物質稀薄得驚人。更令人意外的是，太陽系並非剛好停留在這個特殊區域，而是已經在其中穿行了數百萬年。
千光年尺度的巨大空腔
本地泡位於銀河系獵戶臂的星際介質之中，這個區域最大的特色，就是裡面的氣體非常稀薄。本地泡中的中性氫密度大約為每立方公分0.05個原子，只有銀河系星際介質平均密度0.5個原子的一成左右。相較之下，太陽系目前所在的「本星際雲」，密度大約為每立方公分0.3個原子。在銀河系原本並不算空曠的星際空間裡，這裡就像被清出了一大片巨大的低密度區域。
本地泡的形狀不是人們想像中的完美球體，從銀河系平面看，它顯得比較狹窄，略呈卵形或橢圓形，向銀河系平面的上下方延伸後，空間逐漸變寬，整體輪廓呈現出類似沙漏的形態。
這個巨大的星際結構，還不是孤立存在的。在它周圍，同樣分布著其他低密度的星際氣泡，包括環I泡、環II泡與環III泡。本地泡與環I泡之間，存在被稱為「豺狼座隧道」的星際通道，彷彿兩個巨大的宇宙空腔之間，被打通了數條隧道。
數百萬年前 太陽系已進入其中
如此龐大的星際空間究竟從何而來？目前的描述指向一段發生在一千萬至兩千萬年前的劇烈宇宙歷史，多次超新星爆發將周圍的星際氣體與物質向外推開，形成如今這片異常稀疏的區域。
過去曾有人認為，雙子座脈衝星Geminga可能是形成這個巨大空腔的單一超新星殘骸，後來的研究認為形成過程可能涉及昴星團移動群B1子群中的多顆超新星。另一項研究將本地泡與環I泡的形成，與天蠍—半人馬星協中的兩個子群聯繫起來，推測下半人馬—南十字座子群與上半人馬—豺狼座子群共同參與了這些巨大星際氣泡的形成，估計兩個子群合計可能曾有14至20顆超新星爆發。這些劇烈的恆星死亡事件，就像一次次發生在銀河系中的巨大宇宙爆震，逐漸塑造出今日所見的星際空腔。
而在很久之後，太陽系也來到了這片特殊區域。太陽系大約在500萬年前進入本地泡，目前仍位於其中一片較小、密度相對較高的區域。
泡泡邊緣竟成為新星誕生之地
本地泡最驚奇的地方，不只是它的巨大尺度，還有它與周遭恆星世界之間存在一種奇特關聯。當這個氣泡向外膨脹時，會將沿途的星際氣體與塵埃掃到外圍，使物質集中在氣泡表面。這些聚集起來的氣體與塵埃，可能進一步坍縮，形成新的恆星。相較之下，本地泡內部不是新恆星形成的主要場所。這個看似空曠、稀薄的巨大空間，其邊緣反而可能成為一座座「星星誕生的工場」。
2022年發表的一項研究指出，觀測與模型結果顯示，本地泡膨脹的表面聚集了氣體與碎片，並與鄰近年輕恆星的形成有關。金牛座分子雲與昴星團等天體，都位於這些與恆星形成有關的區域。
地球也留下了超新星的痕跡
這段發生在太陽系附近的宇宙歷史，或許並非只存在於遙遠的星空之中。在地球上的深海沉積物、南極雪層以及月壤裡，科學家發現了某些放射性同位素的異常痕跡，其中包括鐵-60。部分鐵-60濃度較高的時期，大約落在170萬至320萬年前。此外，在650萬至870萬年前，也曾出現另一個鐵-60高峰。
這些痕跡被認為可能與太陽系附近過去發生的超新星爆發有關，其中較新的高峰可能與太陽系進入本地泡前後的超新星活動有關。從這個角度看，本地泡並不只是遙遠星空中的一個巨大輪廓，它經歷的宇宙劇變，甚至可能在地球與月球留下了跨越百萬年的痕跡。