Местный пузырь, или Местная полость (англ. Local Cavity),  — относительная пустота (сверхпузырь), область разрежённого горячего газа неправильной формы в межзвёздной среде внутри Рукава Ориона в Млечном Пути. В нём находятся ближайшие к Земле звёзды и коричневые карлики, а также, среди прочего, Местное межзвёздное облако (в котором находится Солнечная система), соседнее Облако G, движущаяся группа звёзд Большой Медведицы и ближайшее рассеянное звёздное скопление Гиады. Его размер оценивается как минимум в 1000 световых лет, и он определяется плотностью нейтрального водорода, составляющей около 0,05 атома/см³, что равно примерно одной десятой от среднего значения для межзвёздной среды в Млечном Пути (0,5 атома/см³) и одной шестой от плотности Местного межзвёздного облака (0,3 атома/см³).

Исключительно разреженный газ Местного пузыря является результатом взрывов около десятка сверхновых, произошедших за последние десять-двадцать миллионов лет (по данным исследования 2022 года — 14,4 миллиона летТелескоп Gaia помог определить природу Местного Пузыря первоисточник: Zucker, C., Goodman, A.A., Alves, J. et al. Star formation near the Sun is driven by expansion of the Local Bubble. Nature 601, 334–337 (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-021-04286-5). Геминга, пульсар в созвездии Близнецов, ранее считалась остатком единственной сверхновой, создавшей Местный пузырь, но сейчас считается, что причиной его появления стали несколько сверхновых в подгруппе B1 движущейся группы Плеяд. Другие исследования предполагают, что сверхновые в звёздных подгруппах Нижний Центавр — Южный Крест (LCC) и Верхний Центавр — Волк (UCL) ассоциации Скорпиона — Центавра создали как Местный пузырь, так и Пузырь Петли I. Причём LCC ответственна за Местный пузырь, а UCL — за Пузырь Петли I. Было установлено, что от 14 до 20 сверхновых возникли в подгруппах LCC и UCL, которые и могли образовать эти пузыри.

Расположение

Солнечная система движется через область, в настоящее время занимаемую Местным пузырём, на протяжении последних пяти-десяти миллионов летLocal Chimney and Superbubbles , Solstation.com. Её текущее положение находится в Местном межзвёздном облаке — небольшой области более плотного материала внутри Пузыря. Местное межзвёздное облако образовалось в месте соприкосновения Местного пузыря и Пузыря Петли I. Плотность газа внутри Местного межзвёздного облака составляет приблизительно 0,3 атома на кубический сантиметр.

Местный пузырь не имеет сферической формы; он кажется более узким в галактической плоскости, становясь несколько яйцеобразным или эллиптическим. Он приподнимается над галактическим диском, и так как он участвует в галактическом вращении, то его форма становится похожей на песочные часы.

Местный пузырь граничит с другими пузырями менее плотной межзвёздной среды, включая, в частности, Пузырь Петли I. Пузырь Петли I был очищен, нагрет и поддерживается сверхновыми и звёздными ветрами в ассоциации Скорпиона — Центавра, находящейся примерно в 500 световых годах от Солнца. Несколько тоннелей, называемых «Тоннелем Волка», соединяют полости Местного пузыря с Пузырем Петли I. Другими пузырями, прилегающими к Местному пузырю, являются Пузырь Петли II и Пузырь Петли III.

Окружение Местного пузыря Пузырь Петли I — соседний пузырь, его центром является звёздная ассоциация Скорпиона — Центавра. Из-за взрывов сверхновых в ней образовалась полость, на стыке которой с Местным пузырем возникло Местное межзвёздное облако.

Пузырь Петли II — соседний пузырь, его центром является древняя зона вспышек сверхновых в направлении созвездий Южной Рыбы и Кита (известная как дуга Кита). Его расширяющаяся оболочка подпирает Местный пузырь с южной стороны неба.

Пузырь Петли III — соседний пузырь, центром предположительно является старая ассоциация в районе созвездия Кассиопеи. Он ограничивает Местный пузырь с противоположной стороны галактического региона.

Сеть тоннелей Местного пузыря

Тоннель Волка — на самом деле это не один канал, а несколько, как показывают более поздние трёхмерные карты. Они соединяют Местный пузырь с Пузырём Петли I (ассоциация Скорпиона — Центавра) в направлении созвездия Волка. Эти каналы пропускают горячий газ между двумя сверхпузырями и хорошо видны в рентгеновском диапазоне.

Связь с Пузырём Путли II — здесь нет отдельного тоннеля, а скорее широкая область, где оболочки двух пузырей давят друг на друга. Она находится в южной части неба, в направлении созвездий Южной Рыбы и Кита. Взаимодействие этих оболочек создаёт сжатые стенки газа, но не явный канал.

Канал к Пузырю Петли III — пока гипотетический. Его предполагают в районе созвездия Кассиопеи, чтобы объяснить, почему горячий газ в северной части Местного пузыря распределён неравномерно. Достоверных подтверждений нет, но такой канал предсказывают модели структуры Галактики.

Тоннель Большого Пса — вытянутый канал длиной до 300 парсек, уходящий в сторону звезды Мирзам. Он соединяет Местный пузырь с туманностью Гама — огромной эмиссионной туманностью, оставшейся после древних взрывов сверхновых. Это один из самых протяжённых тоннелей.

Суперпузырь в Лебеде — обширная пустотная область в направлении созвездия Лебедя. Её центром является массивная звёздная ассоциация Лебедь OB2 — мощное скопление молодых и очень горячих звёзд, расположенное на расстоянии около 1400 парсек от Солнца. Считается, что именно звёздные ветры и вспышки сверхновых в этой ассоциации выдули Лебединую полость, сделав её частью общей сложной структуры Галактики. Возможно, именно через эту полость Местный пузырь соединяется с другими дальними сверхпузырями, но пока окончательных данных о наличии прямого канала нет. Исследования в оптическом диапазоне затрудняет плотное скопление из пыли называемое Большим разломом.

Большой межзвёздный тоннель — более крупная структура, которая объединяет Местный пузырь, тоннель Большого Пса и Лебединую полость в единую сеть. Он тянется на низких галактических широтах и связывает несколько сверхпузырей. Гипотеза подтверждается трёхмерными картами пыли, но для достоверного подтверждения его существования необходимы дополнительные наблюдения.

Галактические дымоходы — вертикальные каналы, уходящие перпендикулярно плоскости Млечного Пути. Они выбрасывают разогретый газ из Местного пузыря в галактическое гало. Существование как минимум двух таких дымоходов подтверждается рентгеновскими и радио-наблюдениями.

Наблюдения

Запущенная в феврале 2003 года и работавшая до апреля 2008 года небольшая космическая обсерватория под названием «Спектрометр космической горячей межзвёздной плазмы» (CHIPSat) изучала горячий газ внутри Местного пузыря. Местный пузырь также был областью интереса для миссии «Исследователь крайнего ультрафиолета» (1992-2001), которая изучала горячие источники крайнего ультрафиолета (EUV) внутри пузыря. Источники за пределами края пузыря были идентифицированы, но оказались ослаблены более плотной межзвёздной средой. В 2019 году исследователи обнаружили в Антарктиде межзвёздное железо 60Fe, которое они связывают с Местным межзвёздным облаком, что может иметь отношение к формированию Местного пузыря.

В 2019 году было сообщено о создании первой трёхмерной карты Местного пузыря с использованием наблюдений диффузных межзвёздных полос. В 2020 году форма пылевой оболочки, окружающей Местный пузырь, была получена и смоделирована на основе трёхмерных карт плотности пыли, извлечённых из данных о звёздной экстинкции.

Влияние на формирование звёзд

В статье, опубликованной в январе 2022 года в журнале Nature, было указано, что наблюдения и моделирование позволили установить, что воздействие пузыря стало причиной формирования всех молодых близлежащих звёзд. Расширяющаяся поверхность пузыря концентрировала межзвёздные газы, что приводило к образованию звёзд. Это открытие поддержало теорию о том, что взрывы сверхновых сметают межзвёздное вещество в кучи, способствуя зарождению звёзд.

Связь с радиоактивными изотопами на Земле Несколько радиоактивных изотопов на Земле были связаны со сверхновыми, произошедшими относительно близко к Солнечной системе. Наиболее распространённый источник находят в глубоководных железомарганцевых конкрециях, которые постоянно растут, накапливая железо, марганец и другие элементы. Образцы делятся на слои, которые датируются, например, с помощью бериллия-10. Некоторые из этих слоёв имеют более высокие концентрации радиоактивных изотопов. Изотоп, наиболее часто ассоциируемый со сверхновыми на Земле — это железо-60 из глубоководных отложений, антарктического снега и лунного грунта. Другие изотопы — марганец-53 и плутоний-244 из глубоководных материалов. Алюминий-26 происхождением от сверхновых, который ожидался на основе исследований космических лучей, не был подтверждён. Железо-60 и марганец-53 имеют пик 1,7-3,2 миллиона лет назад, железо-60 имеет второй пик 6,5-8,7 миллиона лет назад. Более старый пик, вероятно, возник, когда Солнечная система двигалась через сверхпузырь Ориона — Эридана, а более молодой пик образовался, когда Солнечная система вошла в Местный пузырь 4,5 миллиона лет назад. Одна из сверхновых, создавших более молодой пик, могла образовать пульсар PSR B1706-16 и превратить Дзету Змееносца в убегающую звезду. Обе они произошли из подгруппы Верхний Центавр — Волк (UCL) и были выброшены сверхновой 1,78 ± 0,21 миллиона лет назад. Ещё одно объяснение более старого пика заключается в том, что он был произведён одной сверхновой в ассоциации Тукана — Часов 7-9 миллионов лет назад. См. также Список ближайших звёзд

Примечания

Ссылки

Трёхмерная интерактивная карта Местного пузыря 3D карта Млечного Пути и Рукава Ориона С. Б. Попов. Кто надул пузырь? С. Б. Попов. Окрестности Солнца: пузыри, взрывы и чёрные дыры Местный пузырь и галактические окрестности АКД на Астронет Р. Нудельман Наше место — Местный Пузырь

Категория:Млечный Путь Категория:Межзвёздная среда