Наднові, які видули Місцевий пузир (Local Bubble), порожнину навколо Сонця, також спричинили утворення зір на краях пузиря. Ось так смерть одних породжує життя інших у міжзоряному просторі.
Починаючи приблизно 14 мільйонів років тому, понад десяток зір поблизу Сонця закінчили своє життя як разючі наднові. Ці тривалі вибухи спричинили ударну хвилю. Вона «підняла», тобто скупчила пил і газ, що уможливило появу ділянок зореутворення на краях оболонки шириною 1000 світлових років, яка постійно розширюється. Сонце, яке перебувало на відстані приблизно 1000 світлових років від наднових, коли все це почалося, увійшло в оболонку 5 мільйонів років тому і зараз міститься поблизу її центра.
Цю картину Кетрін Цукер (Catherine Zucker) з Гарвардського університету і Наукового інституту космічного телескопа разом з колегами описали в дослідженні, результати якого 12 січня поточного року оприлюднив журнал Nature.
Ці результати проливають нове світло на Місцевий пузир, порожнину розрідженого гарячого газу навколо Сонця. Протягом останніх чотирьох десятиліть астрономи доводили, що спалахи наднових спричинили появу цього пузиря. Тепер група Цукер використала дані, отримані за допомогою космічного зонда «Гайя» (Gaia) Європейського космічного агентства, щоб дослідити точні положення, форми і рух газу та зір у межах 650 світлових років від Сонця.
Коли науковці одного дня (під час спілкування групи в Zoom) помістили всі ці дані в комп’ютерну програму для їх візуалізації, то була як радість, так і здивування. Виявилося, що майже всі зоряні розплідники поблизу Сонця — в сузір’ях Змієнося, Вовка, Хамелеона, туманність «Трубка для куріння» (Pipe Nebula), ділянки зореутворення в сузір’ях Муха та Південна Корона і молекулярна хмара в сузір’ї Тельця — лежать на «горбистій» поверхні Місцевого пузиря. За словами Цукер, в пузирі є старі зорі, але, по суті, немає зір молодше 50 мільйонів років.
Це пов’язано з тим, що ударна хвиля, яку породили наднові, стиснула б газ, піднявши його вгору, спричиняючи нові хвилі з утворення зір уздовж країв пузиря. На основі теперішніх вимірювань пилу на поверхні оболонки, астрономи підрахували — ударна хвиля зібрала пил, маса якого дорівнює понад мільйону мас Сонця.
«Дані та їхня інтерпретація дають сильну підтримку ідеї про ініційоване утворення зір в оболонці Місцевого пузиря», — сказав Дітер Брайтшвердт (Dieter Breitschwerdt) з Берлінського технологічного інституту, який не брав участі в цьому дослідженні.
Місце народження наднових
Масивні зорі живуть швидко і вмирають молодими, стаючи надновою, щонайбільше через кілька десятків мільйонів років. Але вони народжуються майже одночасно з меншими масою братами і сестрами, які живуть набагато довше. Тож, з яких би скупчень не походили масивні зорі, ці скупчення ще навколо Сонця.
Відстежуючи тривимірні рухи зоряних скупчень в оболонці Місцевого пузиря, Цукер разом з колегами змогла простежити їхні рухи назад у часі з метою визначення походження Місцевого пузиря як в часі, так і просторі. Вони ідентифікують два скупчення, Верхнє Кентавра — Вовка (Upper Centaurus Lupus) і Нижнє Кентавра — Південного Хреста (Lower Centaurus Crux), як ймовірне джерело перших наднових, які спалахнули на відтинку часу 13,6 — 15,1 мільйонів років тому, що збігається з попередніми висновками.
Самі скупчення виникли 15—16 мільйонів років тому на відстані приблизно 50 світлових років. Зважаючи на всі зорі, які нині є в цих скупченнях, у них могло бути достатньо масивних зір, щоб спалахнуло від 14 до 20 наднових. Це приблизно узгоджується з кількістю вибухів зір, потрібних для надування Локального пузиря.
Інтерактивні зображення на вебсайті наукової групи Цукер дають змогу простежити візуалізацію даних і хронологію еволюції Місцевого пузиря. На цьому зображенні його показано фіолетовим, а Сонце — жовтим (теперішня позиція позначена знаком «x»). Зоряні скупчення та хмари мають червоний і блакитний колір залежно від того, на якому боці від Сонця вони перебувають. (Примітка: це зображення не є інтерактивним; відвідайте вебсайт наукової групи, щоб побачити візуалізацію даних за шкалою часу.) Фото з сайту https://skyandtelescope.org.
Хоча перші наднові спалахнули 14 мільйонів років тому, вибухи тривають, деякі з них відбулися лише кілька мільйонів років тому, пояснила Цукер.
Вік дивовижно узгоджується з великою кількістю ізотопу заліза, знайденого на дні океану, сказав Брайтшвердт, який вивчав цей глибоководний запис. Ізотоп, залізо-60, має період напіврозпаду 2,6 мільйона років, а відкладення в океанічній корі фіксують історію коливань вмісту заліза-60 протягом мільйонів років. Брайтшвердт і його колеги зафіксували сплеск вмісту заліза-60, що стався близько 2 мільйонів років тому від спалахів двох наднових, які трапилися на відстані приблизно 300 світлових років.
Але інші коливання в кількості заліза-60, зокрема його підвищення у період від 7 до 9 мільйонів років тому, зрозуміти важче. «Зокрема, якщо Сонячна система увійшла до Місцевого пузиря лише 5 мільйонів років тому, як стверджують автори статті в Nature, більш ранній пік [7—9 мільйонів років тому] неможливо пояснити», — зазначив Брайтшвердт.
Виступаючи на прес-конференції Американського астрономічного товариства, Цукер погодилася, що Локальний пузир не може пояснити всі сплески вмісту заліза-60 в земній корі. Але той факт, що Сонце випадково міститься поблизу центра пузиря, ймовірно, означає, що ці структури є скрізь — їх є тисячі в Галактиці.
Пузирі можуть навіть стикатися один з одним. Єдина група молодих зір, яку наукова група Цукер знайшла всередині Місцевого пузиря — молекулярна хмара Персея — здається, міститься на краю іншого пузиря, оболонки Персея — Тельця, нещодавно відкритого цією ж групою.
Візуалізація результатів нового дослідження, що проливає нове світло на міжзоряну порожнечу, відому як Місцевий пузир. Відео з сайту https://www.youtube.com/watch?v=08UlpJBt5Ic&t=39s.
«Цілком можливо, що Сонце і Земля проходили крізь численні надпузирі в Галактиці», — зазначила Цукер. «Ми вважаємо, що, ймовірно, існують інші потенційні наднові або просто надпузирі, через які ми проходили і які також чинили вплив».
«Тепер Сонце випадково сидить у центрі пузиря, — додала вона, — і ми отримали це місце у першому ряду, щоб утворення зір відбувалося навколо нас».
За інф. з сайту https://skyandtelescope.org підготував Іван Крячко
