Vietinis burbulas (Local Bubble): kas tai ir kaip susidarė mūsų galaktikos ertmė
Vietinis burbulas: mūsų galaktikos ~300 šviesmečių ertmė, formuota supernovų — sužadintos dujos ir rentgeno spinduliai. Sužinokite kilmę, savybes ir poveikį Saulės sistemai.
Vietinis burbulas, arba Vietinė ertmė, yra mūsų galaktikos vieta. Tai santykinė ertmė tarpžvaigždinėje terpėje (ISM), esančioje Mėlynbarzdžio Oriono rankoje. Joje, be kita ko, yra Vietinis tarpžvaigždinis debesis, kuriame yra Saulės sistema, ir G debesis. Jo skersmuo yra ne mažesnis kaip 300 šviesmečių. Neutralaus vandenilio tankis yra apie 0,05 atomo/cm3, t. y. maždaug dešimtadalis vidutinio Mėnulio kelio ISM tankio (0,5 atomo/cm3).
Kas yra Vietinis burbulas — pagrindiniai požymiai
- Vietinis burbulas yra didelė, santykinai tuščia erdvė tarpžvaigždinėje terpėje, užpildyta karštu, silpnai jonizuotu plazmos sluoksniu.
- Temperatūra burbulo viduje siekia maždaug 106 K, todėl dujos spinduliuoja minkštąsias rentgeno spindulių bangas.
- Tankis yra labai mažas: neutralaus vandenilio koncentracija (~0,05 atomo/cm3) yra gerokai mažesnė už tipinį Paukščių Tako ISM tankį.
- Vietinis tarpžvaigždinis debesis (Local Interstellar Cloud), kuriame plaukia Saulė, yra mažesnė, tankesnė struktūra burbulo viduje.
Kaip susidarė ir koks amžius
Vietinis burbulas susidarė dėl kelių ar keliolikos supernovų sprogimų ir galingų žvaigždžių vėjų, įvykusių per pastaruosius dešimt–dvidešimt milijonų metų. Dauguma modelių ir stebėjimų rodo, kad tokie sprogimai kilę iš netoliese esančių masyvių žvaigždžių spiečių (pvz., Scorpius–Centaurus OB asociacijos). Supernovų energija išstūmė ir įkaitino tarpgalaktines dujas, susidarant didelėms, mažo tankio ertmėms, kurių sienos — tankesnės neutralios dujos ir dulkių sankaupos.
Atrakinimo ir tyrimo būdai
Vietinio burbulo buvimas ir savybės nustatomos keliais nepriklausomais metodais:
- Rentgeno spindulių fono (soft X-ray background) stebėjimai — karštos plazmos emisija leidžia aptikti burbulo vidų.
- Absorbcijos spektrai (pvz., Na I, Ca II) žvaigždžių spiečių link — šiomis linijomis nustatomi tankesni sienų sluoksniai ir erdvinių struktūrų ribos.
- 21 cm H I stebėjimai ir molekulinės linijos — padeda žemėlapiuoti neutralaus vandenilio pasiskirstymą aplink burbulą.
- Optiniai bei ultravioletiniai duomenys apie tam tikrų elementų jonizacijos būseną ir tankį vietiniame ISM.
Struktūra ir ryšiai su aplinka
Vietinį burbulą sudaro ne vienoda vidinė terpė — jame yra mažesni debesys ir struktūros, pavyzdžiui, Vietinis tarpžvaigždinis debesis (Local Interstellar Cloud) bei G debesis. Aplink burbulą yra tankesnės sienos, kurias formuoja suspaustos, neutralios dujos ir dulkių juostos. Dalis šių struktūrų susijusi su didesnėmis formacijomis, tokiomis kaip Loop I ar Gouldo juosta, o kai kuriais kryptimis burbulas tarsi atsidaro „kanalais“ (chimneys) į galaktikos halę, leisdamas karštam plazmos srautui sklisti aukštyn.
Poveikis Saulės sistemai ir astrofizikai
Saulė šiuo metu juda per Vietinio burbulo vidų ir per mažesnį Vietinį tarpžvaigždinį debesį. Tai turi keletą pasekmių:
- Heliosferos dydis ir forma priklauso nuo išorinio slėgio ir plazmos savybių — mažas išorinis tankis ir aukšta temperatūra veikia heliosferos atsparumą kosminiams spinduliams ir medžiagos srautams.
- Kosminių spindulių moduliacija gali skirtis priklausomai nuo burbulo savybių: mažesnis tankis lemia kitokį magnetinio lauko ir plazmos tarpusavio ryšį, kas veikia spindulių sklidimą iki Žemės.
- Vietinio burbulo sienos ir gretimos debesų struktūros gali turėti įtakos būsimiems žvaigždžių formavimo procesams tose tankesnėse srityse.
Atviri klausimai ir tolimesni tyrimai
Nors bazinės Vietinio burbulo savybės žinomos, lieka daug neatsakytų klausimų: tikslus sprogimų skaičius ir lokalizacija, vidinių struktūrų detalės, dinamika tarp burbulo ir aplinkinių masyvių asociacijų, ir kaip tiksliai šios sąveikos veikia mūsų vietinę kosminę aplinką. Nauji stebėjimai rentgeno, ultravioletinėje ir radijo juostose, kartu su kosminėmis misijomis, leidžia nuolat tobulinti burbulo žemėlapius ir modelius.
Vietinis burbulas yra puikus pavyzdys, kaip žvaigždžių gyvavimo ciklai ir supernovų įvykiai formuoja didelio masto struktūras galaktikoje ir daro tiesioginę įtaką vietinei kosminei aplinkai, kurioje egzistuoja ir mūsų Saulės sistema.
Žemėlapis, kuriame pavaizduota Saulė netoli Vietinio tarpžvaigždinio debesies krašto ir už maždaug keturių šviesmečių esantis Alfa Kentauro kompleksas kaimyniniame G debesyje
Klausimai ir atsakymai
K: Kas yra vietinis burbulas?
A: Vietinis burbulas yra santykinė ertmė tarpžvaigždinėje terpėje (ISM) Oriono rankoje, esančioje Pieno kelyje.
K: Ką sudaro vietinis burbulas?
A.: Vietiniame burbule, be kita ko, yra Vietinis tarpžvaigždinis debesis, kuriame yra Saulės sistema, ir G debesis.
K: Kokio dydžio yra Vietinis burbulas?
A: Vietinio burbulo skersmuo yra ne mažesnis kaip 300 šviesmečių.
K: Koks yra vietinio burbulo neutralaus vandenilio tankis?
A: Neutralaus vandenilio tankis Vietiniame burbule yra apie 0,05 atomo/cm3 , t. y. maždaug viena dešimtoji vidutinio ISM tankio Pieno kelyje (0,5 atomo/cm3).
Klausimas: Kas lemia itin mažą vietinio burbulo dujų tankį?
A: Ypač retos dujos Vietiniame burbule susidarė dėl supernovų, sprogusių per pastaruosius dešimt-dvidešimt milijonų metų.
K: Kokia dujų būklė Vietiniame burbule?
A.: Vietinio burbulo dujos vis dar yra sužadintos ir spinduliuoja rentgeno spindulių juostoje.
K: Prieš kiek laiko sprogo supernovos, sukėlusios Vietinį burbulą?
A.: Vietinį burbulą sukėlusios supernovos sprogo per pastaruosius dešimt-dvidešimt milijonų metų.
Ieškoti