第81章 局部气泡（1/2）

局部气泡（LocalBubble）：太阳系所在的星际空洞

1.发现与基本特征

局部气泡（LocalBubble）是银河系猎户臂内的一个巨大星际空洞，太阳系目前正位于其内部。这个结构最早由软X射线全天巡天在1970年代发现，其基本特征为：

形态：不规则且多孔的泡沫状结构，横跨数百光年

主要成分：高度电离的百万度等离子体（密度≈0.001ato/3）

边界：被相对较冷的分子云和中性氢气体（HI）包围

X射线辐射：0.1-1.5keV波段显着增强（比星际介质背景高3-5倍）

近年来的三维构建显示，这个结构更像是由多个相互连接而成的复杂网络，而太阳系正处于至少两个大泡的交界区域。

2.物理性质解析

2.1等离子体特性

温度：约10?K（比太阳日冕还热）

电离状态：OVI（氧五价离子）占主导

压力平衡：热压力≈2×10?12dyn/2，与周围云层相当

元素丰度：铁、镁等α元素超太阳值2-3倍，暗示超新星起源

2.2空间范围争议

不同观测手段给出不同尺度：

X射线成像：直径约300光年

星际偏振测量：尘埃边界延伸达500光年

钠D线吸收：指示部分区域仅延伸50光年

这种差异源于气泡的非均匀性——某些方向上壁较薄（如银极方向），而在分子云密布区域（如天蝎-半人马方向）则形成明确边界。

3.形成机制与能量来源

当前理论认为这是多颗超新星连锁爆发的结果，证据包括：

年轻恒星遗迹：约1400万年前天蝎-半人马OB协会内曾有20-30颗大质量恒星死亡

放射性同位素：太平洋地壳中富集1??Fe（半衰期2.6百万年），与理论时间相符

运动学痕迹：局地星际云（LIC）的径向速度与爆发模型预测一致

模拟显示需要15-20次超新星在约1000万年内相继爆发，才能产生现有结构。这些爆炸不仅清扫出空洞，还将大量重元素注入气泡内。

4.边界云层的复杂结构

气泡表面不是光滑壳层，而是被星际物质的渗漏结构：

着名的：允许船帆座残骸的高能粒子流入（如Gega脉冲星）

突出特征：

天蝎-半人马分子云复合体（南边界）

英仙臂分子云（北边界）

G云复合体（前方200光年）

特别值得注意的是LIC（局地星际云）——这个尺度约30光年的部分电离云，太阳系正以23k/s速度穿行其中，预计将在未来3000年内完全离开。

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