最新发现:太阳系附近发现危险巨型分子云!

B站影视 欧美电影 2025-05-17 12:10 2

摘要:最近,天文学家在距离太阳系300光年的地方,发现了一个横跨40个满月大小、整体质量相当于3400个太阳质量的分子云(Eos Cloud)。不是,这么一大坨东西为啥之前我们没发现?因为它几乎躲过了所有的常规观测手段,但是构成它的物质并非暗物质,而是普通物质(比如

最近,天文学家在距离太阳系300光年的地方,发现了一个横跨40个满月大小、整体质量相当于3400个太阳质量的分子云(Eos Cloud)。不是,这么一大坨东西为啥之前我们没发现?因为它几乎躲过了所有的常规观测手段,但是构成它的物质并非暗物质,而是普通物质(比如氢气分子)。那这个大家伙的存在对我们会有什么影响呢?

其实除了恒星、行星这些高密度天体外,宇宙中还弥散着一种密度极低的天体——星云(Nebula)。这些云有些会被恒星辐射电离成等离子体,有着比较高的温度,能够辐射发光,这种就是我们通常在照片里看到的那些非常漂亮的星际云(Interstellar cloud);而有些云温度极低,已经冷却“结块”,形成了H₂、CO甚至水冰等复杂分子,因此被称为分子云(Molecular cloud)。由于温度太低,它们几乎不向外发射任何信号,很难被发现。然而,正是这样看似不起眼的地方,却是孕育所有恒星的摇篮。

说到这相信你已经察觉到了一丝危险,没错,假如300光年外有这么一个恒星形成区,这对太阳系里的生命来说可不是个好消息。要知道,恒星形成区里难免会出现许多大质量恒星,这些恒星不但非常短命,而且死亡时往往会伴随超新星爆发。虽然300光年距离还算相对安全,影响不至于那么大,但考虑到各种不确定性因素,危险性还是存在的。比如超新星的激波可能会改变局部星际介质的密度,理论上这可能会对奥尔特云带来扰动。就像蝴蝶效应,最终一系列影响的结果,可能是导致更多的彗星进入内太阳系,从而让地球迎来新一轮的“重轰炸期”。

除此之外,星际介质的变化可能还会对我们的太阳圈(heliosphere)带来影响。太阳圈,你可以认为就是太阳风能够覆盖的区域。而所谓太阳风,就是太阳向外释放的带电粒子流。要不是地球磁场的保护,对生命来说太阳风本身其实就很危险。但是凡事都有两面性,太阳风虽然危险,但是它也保护了我们免受星际风的摧残。它就像一个防护罩,阻挡了大部分的宇宙射线进入太阳系。然而,这个防护罩并非坚不可摧。来自星际空间的高能辐射以及超新星冲击波,都可能压缩或扭曲它的结构。这样一来,可能会让到达地球的宇宙射线有所增加,大气层(尤其是臭氧层)可能会因此遭受一定破坏。

更可怕的是,伴随超新星爆发的还有伽马射线暴(GRB)这种宇宙级的“生命过滤器”。虽然伽马暴对角度的要求比较高,想被命中比较困难,但是一旦被击中的话,那对生命来说可就是灭顶之灾了。

那这团分子云到底是个什么情况呢?

对于这种分子云,科学家通常是使用无线电和红外线,然后借助CO信号来间接探测。通过该方法,起初科学家只在这里探测到了20~40个太阳质量的物质。如果是这个规模就没什么可怕的了,考虑到聚集效率,这里甚至都形成不了恒星。

但是前不久(2025年4月),一篇发表在《自然·天文学》上的文章中,研究人员首次通过氢气的远紫外荧光发射来识别该分子云。结果发现,先前探测到的物质仅占这块分子云总质量的2%,该云的实际质量高达3400倍太阳质量!

这团分子云位于北银极附近,它就像一团雾气,聚集在“本地泡(Local Bubble)”的边缘。

关于“本地泡”之前我们专门做过一期,简单说,它是已经被探明确实存在的一个直径将近1000光年的巨型泡状结构,目前太阳系正位于该“气泡”的中央。该泡状结构形成于几百万年前的一系列超新星爆发,当时的爆炸犹如推土机一般,把周围的星际气体和尘埃推向边缘,形成了现在的“气泡壁”。

不过我们并非这里的“原住民”,太阳系其实是路过的,只不过现在刚好走到了气泡的中心。如今,我们周围的星际环境这么宁静祥和,也得亏我们不在气泡壁上。因为气泡壁的物质相对密集,那里是恒星形成的理想场所。当时,科学家就在本地泡的边缘发现了7个分子云形式的恒星形成区。倘若我们生活在这些恒星形成区附近,那每天的生活肯定会非常“多姿多彩”。

这次发现的分子云,会不会就是这样一个位于气泡壁上的“恒星工厂”呢?

好消息是,这片分子云可能不会有形成恒星的机会了。因为根据观测数据研究人员发现,该分子云中的氢气分子正在被周围的各种辐射撕裂,而且撕裂的速度比氢气分子的形成速度要快得多。按照当前的速率计算,该分子云可能会在570万年内彻底蒸发。

但是这里面存在一个问题:仅靠星际背景的紫外辐射,力度根本不够,所以这些撕裂分子的高能辐射到底是哪来的呢?

此时研究人员注意到,该分子云的位置和形状恰好和一个神秘的结构重合,该结构被称为“北银极支(North Polar Spur, NPS)”。

这是一个弧状的高能结构,一直在向外释放X射线和高能紫外线。不过这个猜测有很大不确定性,因为北银极支本身就十分神秘,目前我们对它的了解非常有限。

首先,它除了在X射线波段能看到外,在微波和射电波段也能看到,但是唯独在可见光附近看不到。其次,它的具体位置仍然是一个迷,我们只知道它的方向,但并不知道它离我们有多远。它有可能就在本地泡附近,也有可能距离我们上万光年。鉴于它的完整结构(Loop I)非常大,从银盘一直延伸到北银极附近,左右横跨了1/3天区,按理说这个个头应该离我们很近,不然它的大小可就和银河系差不多了。正因如此,研究人员认为它正是高能辐射的主要来源。

支持该观点的科学家认为,这个北银极支本质上可能是像本地泡一样,是由我们附近的天蝎-半人马星协(Sco-Cen association)里的大质量恒星在几百万年里“吹”出来的一个“气泡”,我们看到的弧形结构其实是这个气泡的外壁。甚至有人认为,它和本地泡可能还彼此相连。

然而持反对意见的另一派科学家认为,这个北银极支确实是某个气泡的外壁,但是它并不在我们附近,而是位于遥远的银河系中心,它可能是一个由银河系中心的超大质量黑洞吹出来的“巨型气泡”。而且它可能还不止一个,而是银盘上下各有一个。是不是很像之前讲过的“费米气泡”?没错,它可能就和“费米气泡”直接相关。那这样的话,它离我们可是有两三万光年,这意味着北银极支的存在将不会给这团分子云带来任何威胁,未来分子云的演化将完全由本地环境主导。

然而,目前认为这里成为“恒星工厂”的可能性几乎没有。因为就算没了北银极支的影响,鉴于该分子云庞大的体积,虽然它有着3400个太阳的质量,但是整体的密度极低。在这种情况下,仅靠分子云自身的引力,物质很难自发聚集坍缩成恒星。即便是能,规模也很有限。比如在云内一块名为“MBM 40”的区域,质量仅有不到20个太阳的质量,假如这里受到了某种冲击波影响,那估计也只会形成一些褐矮星那样的小卡拉米,根本不足为惧。倘若冲击波也太小的话,它甚至不但不会促使恒星形成,反而还会把分子云打散,从而进一步加速蒸发。不管怎样,该分子云最后大概率还是会彻底蒸发,它的存在对我们几乎不会有任何影响。

[1] Burkhart, B., Dharmawardena, T.E., Bialy, S. et al. A nearby dark molecular cloud in the Local Bubble revealed via H2 fluorescence. Nat Astron (2025).

来源:Linvo说宇宙

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