神秘震盪波掠過太陽系,天文學家不知其從何處而來。
神秘的“拉德克利夫波”示意圖。黃色亮點是我們太陽的位置。白色曲線是震盪波實際執行位置,紫色和綠色曲線是理論預測位置。Ralf Konietzka / Alyssa Goodman / CfA
2月20日《自然》雜誌上發表的一篇文章稱,天文學家在距離太陽系很近的地方,探測到了一道巨大的震盪波。
這道被命名為“拉德克利夫波(Radcliffe Wave)”的震盪波在四年前就已經被研究人員從天文學資料中識別了出來。但是新近的研究給予了這一發現以新的證據,並確認它是動態的。
研究人員稱,震盪波由一連串總長約9000光年的銀河系星團組成。其波動的原理,與體育場內觀眾席上掀起的“人浪”類似。不同之處在於,在這裡銀河系的引力起了作用。
2020年天文學家根據蓋亞探測器提供的資料,測定了該區域內星團及塵埃氣體雲的三維空間座標,結果顯示這些天體的排列中有波形特徵。
參與研究的科學家表示,據他們所知,在同類的連貫性結構中,這道震盪波是最大的,且它相當靠近地球。
但四年前天文學家沒有掌握充分的資料,所以沒有辦法知道這道波是否在向前“滾動”。而“滾動”是“行波(traveling wave)”而非“靜波(stationary wave)”的特徵。直到現在,透過分析新的資料,研究人員才得以斷定它是“行波”。這道“行波”的波峰高度超過700光年,平均頻率約為6500光年。
研究人員表示,目前無法斷定這道波究竟是如何形成的。它既可能與大質量恆星的爆發也就是超新星有關;也有可能與銀河系與銀河系以外的引力源,比如與銀河系衛星系合併的過程所帶來的擾動有關。
震盪波的向前“滾動”能夠觸發超新星爆發,並擠壓星際介質中的氣體塵埃雲,導致恆星的大批產生——也就是發生所謂的“星暴”。早先的研究顯示,在大約1400萬年前,就是在這樣的一次“星暴”過程中,我們的太陽系周圍出現了一個外殼佈滿產星區的“本地泡(Local Bubble)”。
接連的超新星爆發,則有可能會影響到地球的地質和氣候。比如地球可能會被放射性塵埃所籠罩,或進入冰期。
“拉德克利夫波”距離太陽系980光年,並在以每秒5千米的速度,逐漸遠離我們。研究人員稱相信這道震盪波對地球及其宇宙近鄰是有影響的。
太陽在宇宙空間中穿越像“拉德克利夫波”和“本地泡”的壁這樣的物質過密區,其“日光層(heliosphere)”可能會受到影響。有跡象表明,地球表面放射性元素的某些飆高期,與太陽穿越震盪波和本地泡的時期吻合。
參考
The Radcliffe Wave is Oscillating
https://www.nature.com/articles/s41586-024-07127-3
The Radcliffe Wave is Waving
https://www.cfa.harvard.edu/news/radcliffe-wave-waving