千光年尺度的巨大空腔 太阳系身在其中？(图)
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抬头望向夜空，人们看到的是无数闪烁星辰，而在这片看似繁密的银河之中，太阳系所在的位置却藏着一个截然不同的景象。有一个规模至少达到1000光年、气体密度异常稀薄的巨大星际空间，它被称为“本地泡”，也叫“本地空腔”，而太阳系正位于其中。
这个巨大的“泡泡”并不是空无一物的宇宙真空，里面仍有恒星、褐矮星与各种星际云气，只是相较于一般的星际介质，这里的物质稀薄得惊人。更令人意外的是，太阳系并非刚好停留在这个特殊区域，而是已经在其中穿行了数百万年。
千光年尺度的巨大空腔
本地泡位于银河系猎户臂的星际介质之中，这个区域最大的特色，就是里面的气体非常稀薄。本地泡中的中性氢密度大约为每立方公分0.05个原子，只有银河系星际介质平均密度0.5个原子的一成左右。相较之下，太阳系目前所在的“本星际云”，密度大约为每立方公分0.3个原子。在银河系原本并不算空旷的星际空间里，这里就像被清出了一大片巨大的低密度区域。
本地泡的形状不是人们想像中的完美球体，从银河系平面看，它显得比较狭窄，略呈卵形或椭圆形，向银河系平面的上下方延伸后，空间逐渐变宽，整体轮廓呈现出类似沙漏的形态。
这个巨大的星际结构，还不是孤立存在的。在它周围，同样分布着其他低密度的星际气泡，包括环I泡、环II泡与环III泡。本地泡与环I泡之间，存在被称为“豺狼座隧道”的星际通道，仿佛两个巨大的宇宙空腔之间，被打通了数条隧道。
数百万年前 太阳系已进入其中
如此庞大的星际空间究竟从何而来？目前的描述指向一段发生在一千万至两千万年前的剧烈宇宙历史，多次超新星爆发将周围的星际气体与物质向外推开，形成如今这片异常稀疏的区域。
过去曾有人认为，双子座脉冲星Geminga可能是形成这个巨大空腔的单一超新星残骸，后来的研究认为形成过程可能涉及昴星团移动群B1子群中的多颗超新星。另一项研究将本地泡与环I泡的形成，与天蝎—半人马星协中的两个子群联系起来，推测下半人马—南十字座子群与上半人马—豺狼座子群共同参与了这些巨大星际气泡的形成，估计两个子群合计可能曾有14至20颗超新星爆发。这些剧烈的恒星死亡事件，就像一次次发生在银河系中的巨大宇宙爆震，逐渐塑造出今日所见的星际空腔。
而在很久之后，太阳系也来到了这片特殊区域。太阳系大约在500万年前进入本地泡，目前仍位于其中一片较小、密度相对较高的区域。
泡泡边缘竟成为新星诞生之地
本地泡最惊奇的地方，不只是它的巨大尺度，还有它与周遭恒星世界之间存在一种奇特关联。当这个气泡向外膨胀时，会将沿途的星际气体与尘埃扫到外围，使物质集中在气泡表面。这些聚集起来的气体与尘埃，可能进一步坍缩，形成新的恒星。相较之下，本地泡内部不是新恒星形成的主要场所。这个看似空旷、稀薄的巨大空间，其边缘反而可能成为一座座“星星诞生的工场”。
2022年发表的一项研究指出，观测与模型结果显示，本地泡膨胀的表面聚集了气体与碎片，并与邻近年轻恒星的形成有关。金牛座分子云与昴星团等天体，都位于这些与恒星形成有关的区域。
地球也留下了超新星的痕迹
这段发生在太阳系附近的宇宙历史，或许并非只存在于遥远的星空之中。在地球上的深海沉积物、南极雪层以及月壤里，科学家发现了某些放射性同位素的异常痕迹，其中包括铁-60。部分铁-60浓度较高的时期，大约落在170万至320万年前。此外，在650万至870万年前，也曾出现另一个铁-60高峰。
这些痕迹被认为可能与太阳系附近过去发生的超新星爆发有关，其中较新的高峰可能与太阳系进入本地泡前后的超新星活动有关。从这个角度看，本地泡并不只是遥远星空中的一个巨大轮廓，它经历的宇宙剧变，甚至可能在地球与月球留下了跨越百万年的痕迹。