在我們看來可能並非如此,但星星之間的空間並不是完全空的。在黑暗中飄蕩著微弱和不那麼微弱的氣體和塵埃雲。
距離我們大約 700 光年的太空區域是一個迷人的例外。在那裡,在英仙座和金牛座中,天文學家發現了一個直徑超過 500 光年的大型球形空洞。在它的周邊是英仙座和金牛座分子云,恆星形成的密集冷氣體和塵埃雲。
它被稱為 Per-Tau 殼,它似乎是數百萬年前至少一次巨型超新星爆炸的產物。這種現象很可能壓縮並觸發了兩個分子云中的恆星形成。
顯示 Per-Tau 殼位置的地圖。
“數百顆恆星正在這個巨大氣泡的表面形成或已經存在,”哈佛-史密森天體物理中心 (CfA) 的理論天體物理學家 Shmuel Bialy 說。我們有兩種理論,要麼是一顆超新星在這個氣泡的核心爆炸,將氣體向外推,形成我們現在所說的‘英仙座-金牛座超級殼’,或者隨著時間的推移,發生了數百萬年的一系列超新星創造了它。
在太空中繪製地圖是一個棘手的前景。在二維中,它非常簡單,但第三個維度、深度、需要更多的工作。我們有很多方法可以做到這一點,但我們的知識存在差距,許多不確定因素仍然存在。
為了探索英仙座和金牛座分子云,研究人員使用了來自歐洲航天局衛星天文臺蓋亞的資料,該天文臺自 2013 年以來一直致力於以可實現的最詳細和最高精度在三個維度上繪製銀河系地圖。它是我們擁有的最強大的工具之一,可以幫助我們瞭解我們家鄉銀河系的建築以及歷史。
這些資料使用稱為glue 的視覺化軟體進行分析,該軟體允許科學家建立互動式3D 視覺化。由此,天文學家能夠構建這些和其他分子云中氣體的 3D 地圖,出現在另一篇論文中。
“幾十年來,我們一直能夠看到這些雲,但我們從來不知道它們的真實形狀、深度或厚度。我們也不確定這些雲有多遠,”天文學家凱瑟琳·扎克( Catherine Zucker) 說,他也是哈佛-史密森 CfA。
現在我們知道它們在哪裡,只有 1% 的不確定性,這讓我們能夠辨別它們之間的空白。根據比亞利團隊的分析,這個近乎球形的空洞很可能是一次強大的超新星爆炸的結果,向星際空間傳送了四面八方的衝擊波。隨著這種衝擊波的擴大,它會推入並壓縮星際介質中的物質,將其向上掃過以形成一個球殼。
科學家們說,這也揭示了分子云是如何被觸發形成恆星的。關於氣體如何重新排列以形成恆星,有許多不同的理論,天文學家過去曾使用模擬測試這些理論想法,但這是我們第一次可以使用真實的而非模擬的 3D 檢視來比較理論與觀察,並評估哪些理論最有效。
恆星形成被認為是在分子云中密度較大的區域在自身引力作用下坍塌、旋轉時發生的。當來自超新星的衝擊波擴充套件到它周圍的空間時,它可以掃過星際介質中的氣體,形成具有密集區域的分子云,然後開始形成恆星。
這就是團隊認為 Per-Tau Shell 發生的情況。他們的重建表明,在 6 到 2200 萬年前,多次超新星事件在星際介質中形成了一個空腔。這創造了外殼以及英仙座和金牛座分子云。目前,泡沫似乎不再膨脹,它現在充當了宇宙生命迴圈的紀念碑。
這表明當一顆恆星死亡時,它的超新星會產生一系列事件,最終可能導致新恆星的誕生,比亞利說。
可以在哈佛網站上探索 Per-Tau 殼的互動式 3D 模型。該團隊的論文已發表在《天體物理學雜誌快報》上。