Факт: Солнечная система плавает в центре практически пустой области космоса.
Эта область низкоплотной высокотемпературной плазмы размером около 1 000 световых лет окружена оболочкой из более холодного и плотного нейтрального газа и пыли. Доктор физико-математических наук и профессор РАН Сергей Борисович Попов назвал её Местной каверной (или же Местным пузырём — от англ. The Local Bubble), и объяснить, как и почему она возникла (а Солнечная система плавает в её центре), было непросто…
Но возможно. Группа астрономов под руководством Гарвардского и Смитсоновского центров астрофизики составила карту Местной каверны с максимальной точностью — и обнаружила, что подозрения Попова были верны: она была создана межзвездной средой в результате серии взрывов сверхновых миллионы лет назад.
Это действительно история происхождения: впервые мы можем объяснить, как именно началось формирование всех близлежащих звезд, — Кэтрин Цукер, исследователь и сотрудник Научного института космического телескопа.
Немного истории:
Местный пузырь был открыт относительно недавно, в семидесятых годах ХХ века, благодаря развитию оптической, радио- и рентгеновской астрономии. Постепенно эти исследования и наблюдения выявили огромную область, плотность которой примерно в 10 раз меньше, чем средняя плотность межзвездной среды в Млечном Пути.
Поскольку мы знаем, что сверхновые могут вырезать полости в космосе, поднимая газ и пыль при расширении наружу, это казалось разумным объяснением Местной каверны. Но выяснить, как и когда это произошло, оказалось сложнее. Трудно, например, измерить размеры области пространства, находясь внутри нее; и вдвойне трудно измерить пустоту, когда тебя окружают яркие звезды и другие космические объекты.
Цукер и ее команда использовали данные проекта Gaia — он занимается составлением максимально точной карты положения и движения звезд в Млечном Пути. Они обнаружили, что все молодые звезды и звездообразующие регионы находятся на поверхности Местной каверны.
Затем исследователи провели моделирование и отслеживание движения звездообразующих регионов, чтобы узнать больше о её расширении. Это позволило им реконструировать его историю, сопоставив результаты расчетов с картой каверны.
Итоговые результаты:
История Местной каверны началась примерно 14,4 миллиона лет назад: это был период звездного рождения, за которым последовали взрывы массивных, короткоживущих звезд. В настоящее время её радиус составляет около 165 парсек (538 световых лет), и она все еще расширяется наружу, хотя и относительно медленно: всего 6,7 километров в секунду.
Когда взорвались первые сверхновые, создавшие Местную каверну, наше Солнце находилось далеко от места событий. Но около пяти миллионов лет назад путь Солнца через галактику привел его прямо в каверну, и теперь Солнце — просто по счастливой случайности — находится почти в самом центре пузыря, — Жуан Алвес, физик и астроном из Венского университета в Австрии.
Следующий шаг в этом направлении — попытаться найти и составить карту других пузырей. Их расположение, размеры, форма и то, как они взаимодействуют друг с другом, могут стать подсказками, которые помогут нам лучше понять историю звездообразования и эволюции Млечного Пути.