大犬座的兩顆巨星曾經從距離太陽極近的地方掠過。
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本地星際云的運動。藍色箭頭標出了云團各部分的運動方向,黃色箭頭標出了太陽的運動方向。
NASA / Adler / U. Chicago / Wesleyan
近日以美國科羅拉多大學博爾德分校Michael Shull為首的一批天文學家發現,450萬年前兩顆熾熱的巨星曾經近距離掠過太陽系,并在太陽系所在的星際云中留下了標記。該研究在向我們展示太陽系附近空間環境更多特征的同時,還揭示了這些特征在地球生命演化中扮演的角色。
研究人員綜合考慮了寬約30光年的本地星際云,以及太陽和大犬座兩顆恒星的相對運動。這些天體都在銀河系中穿行。太陽的飛行速度高達每小時9.3萬公里。兩顆恒星在以更快的速度遠離我們,星際云也在漂移擴散。
太陽系連同本地星際云(local interstellar clouds)和周邊一些稀疏氫氦氣體塵埃團塊,都位于銀河系一個被科學家稱為“本地熾熱泡(local hot bubble)”的空曠地帶內。了解這一空間環境,是理解地球上為何會出現有利生命繁衍環境的關鍵。研究人員認為,地球上出現生命宜居條件的一個重要原因,是太陽周圍有一團能夠屏蔽電離輻射的星際云。
研究人員模擬了我們所在銀河系區域的引力場,并分析了大犬座的兩顆恒星——大犬座ε(Adhara,中文名“弧矢七”)和大犬座β(Mirzam,中文名“軍市一”)的運動參數,結果發現,它們都曾經在大約450萬年前從距離太陽僅30光年的地方掠過。
30光年相當于約284萬億公里,對于人類而言實屬浩瀚,但在宇宙尺度下,尤其相對于直徑約10萬光年的銀河系而言,是相當近的距離。
如此近距離的飛掠,會讓這兩顆恒星在地球上看起來相當奪目。450萬年前,從地球上的任何地方觀看,它們都比今天地球夜空中最亮的恒星——天狼星還要亮4至6倍。
這兩顆恒星都是比太陽大得多的巨星。“弧矢七”距離太陽約405光年,質量是太陽的8.9倍;“軍市一”距離太陽493光年,質量是太陽的15倍。它們掠過太陽系時,釋放出的強烈紫外線會將本地星際云中的原子電離,使云中的氫氦原子變成離子,帶上正電——而這正是研究人員所謂的“標記”。
研究解開了一個長期困擾科學家的謎。人們此前發現,這些氣體塵埃中有20%的氫和40%的氦被電離,其電離水平,尤其是氦的電離水平異常偏高,令人不解。
研究人員推測,電離星際云的,除了這兩顆巨星,還有至少四個紫外輻射源。這四個輻射源中包括了三顆白矮星,另外一個就是“本地熾熱泡”。
“本地熾熱泡”是氣體塵埃的低密度區,其形成可能與歷史上出現過的10至20顆超新星有關。超新星爆發清空了這一區域,制造出了一個空腔,同時也加熱了周邊氣體,使之能以X射線和紫外輻射的形式產生電離輻射,持續烘烤太陽系周圍的星際云。
星際云被電離的部分不會永遠維持電離狀態。氫氦離子會通過俘獲自由電子的方式恢復中性。巨星留下的標記可能會在數百萬年后消失。
但兩顆巨星——“弧矢七”和“軍市一”本身同樣時日無多。大質量恒星的核聚變燃料會比太陽這樣的恒星更早耗盡。它們也會在幾百萬年后死去,以超新星爆發的方式結束一生。
這兩顆恒星和地球的距離目前已經足夠遠,未來則會更遠。它們的爆發不會對地球產生嚴重影響,但仍足以照亮整個天空。
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太陽所在的“本地熾熱泡”是銀河系中的一個氣體塵埃空腔。
CfA / Leah Hustak (STScI)
參考
Close brush with 2 hot stars millions of years ago left a mark just beyond our solar system
https://www.colorado.edu/today/2025/12/01/close-brush-2-hot-stars-millions-years-ago-left-mark-just-beyond-our-solar-system
Ionization Sources of the Local Interstellar Clouds: Two B Stars, Three White Dwarfs, and the Local Hot Bubble
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ae10a6
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