Künstlerische Darstellung der Lokalen Blase mit Sternbildung an der Oberfläche der Blase (Bildnachweis: CfA, Leah Hustak (STScI))
Die Lokale Gasblase ist eine Region mit erstaunlich geringer Gasdichte, die unser Sonnensystem und andere nahe gelegene Regionen unserer Galaxie umgibt – und sie hat eine gewalttätige Geschichte. Hier erfahren Sie, wie unser Sonnensystem in der Mitte eines kosmischen Tatorts gelandet ist.
Am 12. Januar 2003 startete die NASA das Cosmic Hot Interstellar Plasma Spectrometer (CHIPS). Seine Aufgabe war die Untersuchung des nahen interstellaren Mediums (ISM), d. h. des überhitzten und unglaublich dünnen Gases, das sich zwischen den Sternen ausbreitet. CHIPS wurde entwickelt, um die ultraviolette Strahlung (UV) des ISM zu messen und eine Karte zu erstellen.
Aber es hat nicht viel gefunden. Das Fehlen signifikanter UV-Strahlung deutete darauf hin, dass unsere nahegelegene Region der Milchstraßengalaxie auf seltsame Weise leer war. Dieses Ergebnis ergänzte die seit einigen Jahrzehnten vorliegenden Hinweise darauf, dass im ISM etwas Seltsames vor sich geht.
Weitere Forschungen ergaben, dass sich unser Sonnensystem in einem riesigen Hohlraum befindet, der jetzt als Lokale Blase bekannt ist und einen Durchmesser von etwa 1.000 Lichtjahren hat. Das interstellare Medium innerhalb der Lokalen Blase hat weniger als ein Zehntel der durchschnittlichen Dichte der Milchstraße und ist von einer relativ dichten Hülle umgeben. Diese Hülle enthält viele Zusammenschlüsse großer Sterne und sternbildender Molekülwolken.
Die Sonne wurde nicht innerhalb der Lokalen Blase geboren, sondern trat erst vor etwa 5 Millionen Jahren in sie ein. Es ist, als wäre das Sonnensystem am Schauplatz eines Gewaltverbrechens aufgetaucht. Was ist also passiert?
Inhaltsübersicht
Herstellung der Blase
Astronomen vermuten, dass sich die Lokale Blase vor etwa 14 Millionen Jahren bildete, als bis zu 1.000 Supernovas etwa zur gleichen Zeit explodierten.
Diese Art von geballten Supernova-Ereignissen ist in der Galaxie nicht unbekannt. Sterne werden fast immer in Klumpen geboren, wobei eine einzige Molekülwolke Hunderte oder sogar Tausende von Sternen in einem einzigen Durchgang hervorbringt. Die meisten dieser Sterne sind kleine rote Zwerge, einige sind mittelgroße Sterne wie die Sonne, und die übrigen sind riesig. Diese riesigen Sterne sind auf dem besten Weg, ihr Leben in einer Supernova-Explosion zu beenden, und da sie ungefähr zur gleichen Zeit entstanden sind, werden sie wahrscheinlich auch ungefähr zur gleichen Zeit explodieren.
Wenn eine einzelne Supernova explodiert, kann sie einen Hohlraum um sich herum aushöhlen und das ISM durch die Kraft ihrer Schockwelle wegdrücken. Außerdem stößt sie gegen Ende ihres Lebens intensive Ausbrüche hochenergetischer Strahlung aus, die zu dem Aushöhlungsprojekt beitragen. Die Kombination von Hunderten oder sogar bis zu Tausenden solcher Supernovae kann die Energien liefern, die für die Bildung von etwas wie der Lokalen Blase erforderlich sind.
Das von den Supernovas bei der Bildung der Lokalen Blase aufgewirbelte Material befindet sich derzeit an ihrem Rand, und diese Umgebung mit hoher Dichte dient als aktueller Ort der Sternentstehung in der lokalen Umgebung des Sonnensystems. Alle neugeborenen Sterne und Sternentstehungsgebiete befinden sich innerhalb der Hülle der Lokalen Blase.
Eine künstlerische Darstellung der Oberfläche der lokalen Blase, in der Sterne geboren werden. (Bildnachweis: Theo O’Neill/World Wide Telescope)
Meeting the bubble
Die Sonne entstand nicht zusammen mit den Sternen, die schließlich starben und die Lokale Blase ausformten; sie trat erst vor etwa 5 Millionen Jahren in die Blasenregion ein. Die Astronomen können dies durch eine Kombination aus der Geschwindigkeit der Sonne in der Milchstraße und dem Vorhandensein von radioaktiven Elementen auf der Erde feststellen.
Die Erde entstand vor etwa 4,5 Milliarden Jahren mit einem beträchtlichen Bestand an radioaktiven Elementen und Isotopen. Einige von ihnen, wie Eisen-60, haben eine Halbwertszeit von nur wenigen Millionen Jahren, was bedeutet, dass sie schon vor langer Zeit zerfallen sein müssten. Sie sind jedoch immer noch in alten Meeresböden zu finden, was bedeutet, dass sie in jüngerer Zeit wieder aufgefüllt worden sein müssen.
Die beste Erklärung ist, dass das Sonnensystem vor etwa 5 Millionen Jahren die Schale um die lokale Blase durchquerte. Da diese Hülle eine aktive Sternentstehung beherbergt, ist sie auch die Heimat einer unverhältnismäßig großen Anzahl von Supernovas aus jüngster Zeit, einschließlich ihrer radioaktiven Nebenprodukte. Diese radioaktiven Elemente haben sich ihren Weg in das Sonnensystem gebahnt und sind auf die Erde gestreut, was die jüngste Kontamination erklärt.
Das Sonnensystem wird noch weitere 10 bis 20 Millionen Jahre durch die Lokale Blase wandern. Aber mit der Zeit wird sich die Blase auflösen, und ihre Hülle wird den Rest des ISM zersplittern, der nachströmt, um die Lücke zu füllen. In Millionen von Jahren wird man das Drama, das sich dort abgespielt hat, nicht mehr erleben.
