Astronomen wissen seit den 1970er Jahren, dass unsere Sonne im Zentrum eines riesigen Hohlraums innerhalb des heißen Gases liegt, das die Lücken zwischen den Sternen in der Milchstraße füllt. Aber die Ursprünge dieser ständig wachsenden Leere, die als lokale Blase bekannt ist, und ihre Beziehung zu unseren sternenklaren Nachbarn blieben schwer fassbar.
Mit neuen Daten des Weltraumteleskops Gaia der Europäischen Weltraumorganisation ESA haben Wissenschaftler nun enthüllt, dass die Entstehung und das Wachstum dieser Blase auf eine Reihe von 15 Supernovae – mächtige Explosionen kollabierender Sterne – in den letzten 14 Millionen Jahren zurückzuführen waren, und dass alle junge Sterne und Sternentstehungsregionen innerhalb von 500 Lichtjahren von der Erde befinden sich auf der Oberfläche der Lokalen Blase.
Wenn Sterne sterben, lösen die resultierenden Explosionen Stoßwellen aus, die sich nach außen ausbreiten und interstellares Material wie Gas und kosmischen Staub aufwirbeln und anhäufen. Schließlich sammelt sich genug Gas an, kondensiert und kühlt am Rand dieser Stoßwelle ab, um Sterne zu gebären.
Die lokale Blase ist das Ergebnis solcher Stoßwellen, ebenso wie die stellaren Baumschulen, die ihre äußere Hülle pfeffern.
„Zum ersten Mal können wir erklären, wie die Sternentstehung in der Nähe begann, und zwar aufgrund dieser 1.000 Lichtjahre breiten Blase“, sagte Catherine Zucker, Astronomin am Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics und Hauptautorin einer Studie über die neuen Erkenntnisse, die am Mittwoch in der Zeitschrift Nature veröffentlicht wurden.
„Stellen Sie sich vor, es ist wie ein Schneepflug“, sagte sie, „am Rand der Schale befindet sich eine scharfe Kante aus aufgetürmtem interstellarem Material, das im Wesentlichen alle diese Sternentstehungsregionen beherbergt.“
Wie sich die lokale Blase gebildet hat
Mächtige Supernovae beginnen zu explodieren und erzeugen einen Hohlraum aus sehr dünnem, heißem Gas im Weltraum, der als lokale Blase bezeichnet wird.
Der Weg der Sonne führt sie in die immer größer werdende Blase. Wenn sich die Blase ausdehnt, sammeln sich auf ihrer Oberfläche Regionen mit dichtem, kaltem Gas, das Sterne hervorbringen kann.
Heute sitzen viele junge Sterne auf der Oberfläche der Blase, haben sich aber nicht darin gebildet.
ca. 1.000 Lichtjahre
Quelle: Space Telescope Science Institute mit dem
Zentrum für Astrophysik, Harvard und Smithsonian
Wie sich die lokale Blase gebildet hat
Mächtige Supernovae beginnen zu explodieren und erzeugen einen Hohlraum aus sehr dünnem, heißem Gas im Weltraum, der als lokale Blase bezeichnet wird.
Der Weg der Sonne führt sie in die immer größer werdende Blase. Wenn sich die Blase ausdehnt, sammeln sich auf ihrer Oberfläche Regionen mit dichtem, kaltem Gas, das Sterne hervorbringen kann.
Heute sitzen viele junge Sterne auf der Oberfläche der Blase, haben sich aber nicht darin gebildet.
ca. 1.000 Lichtjahre
Quelle: Space Telescope Science Institute mit dem
Zentrum für Astrophysik, Harvard und Smithsonian
Wie sich die lokale Blase gebildet hat
Mächtige Supernovae beginnen zu explodieren und erzeugen einen Hohlraum aus sehr dünnem, heißem Gas im Weltraum, der als lokale Blase bezeichnet wird.
Der Weg der Sonne führt sie in die ewige
expandierende Blase. Wenn sich die Blase ausdehnt, sammeln sich auf ihrer Oberfläche Regionen mit dichtem, kaltem Gas, das Sterne hervorbringen kann.
Wie sich die lokale Blase gebildet hat
Mächtige Supernovae beginnen zu explodieren und erzeugen einen Hohlraum aus sehr dünnem, heißem Gas im Weltraum, der als lokale Blase bezeichnet wird.
Der Weg der Sonne führt sie in die ewige
expandierende Blase. Wenn sich die Blase ausdehnt, sammeln sich auf ihrer Oberfläche Regionen mit dichtem, kaltem Gas, das Sterne hervorbringen kann.
Heute sitzen viele junge Sterne auf der Oberfläche der Blase, haben sich aber nicht darin gebildet.
ca. 1.000 Lichtjahre
Quelle: Space Telescope Science Institute mit
das Zentrum für Astrophysik, Harvard
und Smithsonian
Gaia, das 2013 gestartet wurde, hat Astronomen in den letzten zwei Jahren dabei geholfen, die Position und Bewegung von Sternen in diesen Regionen mit beispielloser Genauigkeit zu kartieren. Durch die Kombination dieser Daten mit Modellen des Supernova-Verhaltens konnte Dr. Zuckers Team zurückverfolgen, wo sich diese Sterne in der Vergangenheit vor Millionen von Jahren befanden, und berechnen, wie viele Supernovae erforderlich gewesen wären, damit die Lokale Blase ihre aktuelle Größe erreicht hätte – mit diesen auf seiner Oberfläche eingebettete Sternentstehungsgebiete.
Sie erstellten eine Animation, die die Expansionsrate der Blase rekonstruiert und wann diese Explosionen begannen.
„Wir fanden heraus, dass sich dieser massive Sternhaufen genau im Zentrum befindet, wo sich unserer Meinung nach die Blase vor 14 Millionen Jahren zu bilden begann“, sagte Dr. Zucker.
„Diese Studie ist eine perfekte Illustration dessen, was das Weltraumobservatorium Gaia der ESA ermöglicht“, sagte Rosine Lallement, eine Forscherin, die die Sonnenumgebung am Pariser Observatorium untersuchte und nicht an der Studie beteiligt war, und fügte hinzu: „Es ist, als würde man von einfach ausgehen Fotografie zu 3-D-Filmen“ der Milchstraße.
Die Studie fand sieben bekannte Sternentstehungsregionen oder Molekülwolken, die auf der Hülle der Lokalen Blase sitzen – darunter Corona Australis, die sich im gleichnamigen Sternbild befindet. Die jungen Sterne darin “machen mit” und werden weiter vom Zentrum der Blase weggedrückt, wenn sich der Hohlraum ausdehnt, sagte Dr. Zucker.
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Die meisten Sterne, einschließlich der Sonne, sind mindestens 1 Milliarde Jahre alt, aber die Sterne in diesen Wolken sind weniger als 10 Millionen Jahre alt, fügte sie hinzu. Die Studie legt nahe, dass diese Wolken und die Supernovae, die zu ihrer Bildung beigetragen haben, in mindestens vier Ausbrüchen mit jeweils etwa 4 Millionen Jahren Abstand stattfanden, beginnend vor 14 Millionen Jahren.
„Es wäre eine Reihe korrelierter Supernova-Explosionen gewesen, es wäre nicht nur ‚Boom, Boom, Boom‘ gewesen“, sagte die Co-Autorin der Studie, Alyssa Goodman, eine Astronomieprofessorin an der Harvard University.
Das liegt daran, dass sich Sterne in Haufen bilden, sagte sie, und diejenigen mit ähnlicher Masse in diesen Haufen leben alle ungefähr gleich lange, bevor sie explodieren.
Die lokale Blase wächst immer noch, obwohl die Geschwindigkeit ihrer Expansion auf 14.400 Meilen pro Stunde gesunken ist – auf ihrem Höhepunkt expandierte die Leere etwa 15-mal schneller, sagte Dr. Zucker.
„Der größte Teil des Schwunges, der dieser Expansion zugeführt wurde, geschah vor vielen Jahrtausenden“, als die massereichsten Sterne in unserer galaktischen Nachbarschaft zur Supernova wurden, sagte sie und fügte hinzu, dass der Blase irgendwann die Luft ausgehen wird.
Es ist nur ein Zufall, dass die Sonne und unser Sonnensystem derzeit im Herzen dieser Leere sitzen – in den letzten 5 Millionen Jahren führte der Weg unseres Sterns durch die Galaxie zu dem, was die Studienautoren für das Zentrum der Blase halten.
Aber die Sonne wird nicht für immer dort bleiben, sagte Dr. Zucker und fügte hinzu: “In etwa 8 Millionen Jahren sollten wir aus der Blase heraus sein.”
„Aber in Zukunft könnten wir uns in einer anderen Blase befinden“, sagte sie.
““Die gesamte Struktur des interstellaren Mediums kann sprudelnd sein, und Sterne können sich am Schnittpunkt dieser Blasen bilden, wo Dinge zusammengedrückt werden.””
In einer Studie vom September 2021 identifizierte ein Team um Dr. Zucker und Dr. Goodman einen ähnlichen Hohlraum in der Milchstraße. Sie stellen die Hypothese auf, dass solche Blasen in unserer gesamten Galaxie sowie in anderen Galaxien im Universum allgegenwärtig sind.
„Wir glauben tatsächlich, dass Supernovae, wenn sie im interstellaren Medium losgehen, alle Blasen erzeugen“, sagte Dr. Goodman. „Die gesamte Struktur des interstellaren Mediums kann sprudelnd sein, und Sterne können sich an der Kreuzung dieser Blasen bilden, wo Dinge zusammengedrückt werden.“
Schreiben Sie an Aylin Woodward unter [email protected]
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