Lokalni mehurček: definicija, nastanek in značilnosti v Mlečni cesti
Lokalni mehurček ali lokalna votlina je kraj, kjer se nahajamo v naši galaksiji. Gre za relativno votlino v medzvezdnem mediju (ISM) Orionovega rokava v Mlečni cesti. Med drugim vsebuje lokalni medzvezdni oblak, v katerem se nahaja Osončje, in oblak G. Njegova premera je vsaj 300 svetlobnih let (približno 100 parsekov). Gostota nevtralnega vodika je približno 0,05 atoma/cm3, kar je približno desetina povprečja ISM v galaksiji (0,5 atoma/cm3).
Nastanek
Izjemno redek plin v lokalnem mehurčku je posledica supernov, ki so eksplodirale v zadnjih desetih do dvajsetih milijonih let. Plin je še vedno v vzbujenem stanju in seva v rentgenskem pasu. Glavni mehanizmi, ki so ustvarili in oblikovali mehurček, so torej več zaporednih supernov ter močni zračni tokovi (stellar winds) iz masivnih zvezd v bližnjih OB zvezdozdružbah; te eksplozije so izpraznile in segrele okoliški medzvezdni plin.
Značilnosti
- Velikost in oblika: Lokalni mehurček nima gladke sferične oblike, temveč je nepravilna votlina z deli, ki se raztezajo do vsaj ~300 svetlobnih let. Njegove stene sestavljajo gostejši oblaki in strukture v ISM.
- Gostota: Zelo nizka gostota nevtralnega vodika (približno 0,05 atoma/cm3), kar je bistveno manj kot povprečje v galaktičnem disku.
- Temperatura: Notranjost je napolnjena s toplim do zelo vročim plinom (tipično reda velikosti ~106 K), zato oddaja mehke rentgenske žarke.
- Notranje strukture: V votlini so hladnejši in gostejši oblaki, kot sta lokalni medzvezdni oblak (Local Interstellar Cloud) in oblak G, v katerih se nahaja Osončje. Lokalni oblak je v primerjavi z mehurčkom majhna, relativno topla in delno ionizirana struktura (velikosti nekaj deset svetlobnih let).
- Gibanje: Plin in oblaki znotraj mehurčka se glede na Sonce gibljejo z nekaj deset km/s; lokalni medzvezdni oblak pretočno vpliva na obliko heliosfere.
- Sevanje: Zaradi vročega razredčenega plina je prisotno mehko rentgensko sevanje, ki je bilo odkrito s sateliti za rentgensko astronomijo (npr. ROSAT).
Kako vemo za njegov obstoj
Lokalni mehurček so kartirali z več metodami:
- opazovanja absorpcijskih linij v spektrih bližnjih zvezd (npr. Na I, Ca II),
- UV in rentgenska opazovanja, ki kažejo na razširjen, topel plin in ozadje mehkih rentgenskih žarkov,
- 3D rekonstrukcije na osnovi meritev gostote in absorpcije pri mnogih zvezdah, ki razkrivajo obliko votline in položaj gostejših sten.
Pomen za Osončje in raziskave
Lokalni mehurček neposredno vpliva na medzvezdno okolje, v katerem plujemo. Oblikovanje in gostota lokalnega medzvezdnega oblaka določata lastnosti heliosfere (območje, kjer Sončev veter dominira nad medzvezdnim tokom), kar posledično vpliva na vstop medzvezdnih delcev in modulacijo kozmičnih žarkov. Razumevanje strukture lokalnega mehurčka pomaga razložiti opazovana rentgenska in UV sevanja ter daje kontekst za zgodovino nedavnih supernov v bližnji galaktični okolici.
Povzetek
Lokalni mehurček je vroča, nizkogostna votlina v medzvezdnem mediju Orionovega rokava v Mlečni cesti, široka vsaj 300 svetlobnih let. Nastal je predvsem zaradi več zaporednih supernov in močnih zračnih tokov iz masivnih zvezd v zadnjih ~10–20 milijonih let. Vsebuje hladnejše notranje oblake, vključno z lokalnim medzvezdnim oblakom, kjer leži Osončje, in seva v rentgenskem pasu zaradi vročega plina. Raziskave te strukture potekajo z opazovanji absorpcijskih linij, UV in rentgenskih meritev ter 3D mapiranjem, kar nam pomaga bolje razumeti neposredno medzvezdno okolje Zemlje.
Zemljevid, ki prikazuje Sonce blizu roba lokalnega medzvezdnega oblaka in približno štiri svetlobna leta oddaljeno Alfa Centauri v sosednjem kompleksu G-oblaka
Vprašanja in odgovori
V: Kaj je lokalni mehurček?
O: Lokalni mehurček je relativna votlina v medzvezdnem mediju (ISM) Orionovega rokava v galaksiji.
V: Kaj vsebuje lokalni mehurček?
O: Lokalni mehurček med drugim vsebuje lokalni medzvezdni oblak, v katerem se nahaja Osončje, in oblak G.
V: Kako velik je lokalni mehurček?
O: Lokalni mehurček je širok vsaj 300 svetlobnih let.
V: Kakšna je gostota nevtralnega vodika v lokalnem mehurčku?
O: Gostota nevtralnega vodika v lokalnem mehurčku je približno 0,05 atoma/cm3 ali približno desetina povprečne gostote ISM v Mlečni cesti (0,5 atoma/cm3).
V: Kaj je vzrok izjemno redkega plina v lokalnem mehurčku?
O: Izjemno redek plin v lokalnem mehurčku je posledica supernov, ki so eksplodirale v zadnjih desetih do dvajsetih milijonih let.
V: Kakšno je stanje plina v lokalnem mehurčku?
O: Plin v lokalnem mehurčku je še vedno v vzbujenem stanju in seva v rentgenskem pasu.
V: Pred koliko časa sta eksplodirali supernovi, ki sta povzročili krajevni mehurček?
O: Supernova, ki je povzročila lokalni mehurček, je eksplodirala v zadnjih desetih do dvajsetih milijonih let.
