Superbąbel

Superbąbel Henize 70 w Wielkim Obłoku Magellana[1]

Superbąbel – pustka o rozmiarach setek lat świetlnych i temperaturze sięgającej 106 K, wypełniona gazem wydmuchiwanym do ośrodka międzygwiazdowego przez supernowe i wiatr gwiazdowy. Układ Słoneczny znajduje się blisko centrum starego superbąbla, znanego jako Bąbel Lokalny, którego granice są określane przez nagły wzrost pyłu ekstynkcji gwiazd na odległościach większych niż kilkaset lat świetlnych.

Powstawanie

Najbardziej masywne gwiazdy, z masami pomiędzy 8 a 100 mas Słońca, o typie O i B są zazwyczaj zgrupowane w skupiskach, zwanych asocjacjami OB. Masywne gwiazdy typu O mają silny wiatr gwiazdowy i każda z nich eksploduje jako supernowa pod koniec swojego cyklu życia.

Najsilniejsze wiatry gwiazdowe uwalniają energię kinetyczną rzędu 1044 J przez okres życia gwiazdy, która jest równoważna eksplozji supernowej. Te wiatry formują bąble o rozmiarach kilkudziesięciu lat świetlnych[2].

Wewnątrz asocjacji OB gwiazdy są umiejscowione wystarczająco blisko siebie, że ich bąble łączą się ze sobą, tworząc gigantyczny bąbel zwany superbąblem.

Gdy gwiazda „umiera” i wybucha jako supernowa, fala uderzeniowa jej eksplozji może osiągnąć jeszcze większe rozmiary, rozszerzając się z prędkościami rzędu kilku tysięcy km/s. Gwiazdy w asocjacjach OB nie są grawitacyjnie związane ze sobą, ale dryfują osobno z małymi prędkościami (ok. 20 km/s) i wypalają swoje paliwo bardzo szybko (po kilku milionach lat). W wyniku tego większość z ich supernowych eksploduje wewnątrz pustki, wytworzonej przez ich wiatr gwiazdowy[3][4]. Te eksplozje nigdy nie tworzą widzialnych pozostałości, ale zamiast tego uwalniają swoją energię w gorącym wnętrzu w postaci fal dźwiękowych. Dlatego zarówno wiatr gwiazdowy, jak i gwiezdne eksplozje, wzmacniają ekspansję superbąbli w ośrodku międzygwiazdowym.

Gaz międzygwiazdowy zmieciony przez superbąble stygnie, tworząc gęste powłoki wokół pustki. Te powłoki zostały po raz pierwszy zaobserwowane w paśmie 21 cm[5], prowadząc do sformułowania teorii tworzenia się superbąbli. Ponadto zaobserwowano emisję promieniowania rentgenowskiego z ich gorących wnętrz, światła widzialnego z ich zjonizowanych powłok i podczerwonego z powłok wymiecionego pyłu. Promieniowanie X i widzialne jest zazwyczaj obserwowane z młodszych superbąbli, natomiast starsze, większe obiekty obserwowane w paśmie 21 cm mogą nawet być rozpoznawane jako struktura złożona z wielu połączonych superbąbli i dlatego czasami wyróżnia się je nazwą superpowłoki.

Wystarczająco duże superbąble mogą wydmuchiwać cały dysk galaktyczny, uwalniając swoją energię do galaktycznego halo lub nawet do przestrzeni międzygalaktycznej[6][7].

Przykłady superbąbli

Obraz z VLT superbąbla LHA 120-N 44 w Wielkim Obłoku Magellana. Autor: ESO/Manu Mejias.
  • Henize 70[1]
  • LHA 120-N 44 w Wielkim Obłoku Magellana[8]
  • Superbąbel Wężownika[9][10]
  • Superpowłoka antycentrum
  • Superpowłoka Tarczy Sobieskiego[11]
  • Superbąbel Orion–Erydan

Przypisy

  1. ↑ a b Henize 70: A SuperBubble In The LMC w serwisie APOD: Astronomiczne zdjęcie dnia
  2. ↑ J. Castor, R. Weaver, R. McCray, Interstellar bubbles, „The Astrophysical Journal”, 200, 1975, L107–L110, DOI: 10.1086/181908 (ang.).
  3. ↑ Kohji Tomisaka, Asao Habe, Satoru Ikeuchi, Sequential explosions of supernovae in an ob association and formation of a superbubble, „Astrophysics and Space Science”, 78 (2), 1981, s. 273–285, DOI: 10.1007/BF00648941 (ang.).
  4. ↑ Richard McCray, Minas Kafatos, Supershells and propagating star formation, „The Astrophysical Journal”, 317, 1987, s. 190–196, DOI: 10.1086/165267 (ang.).
  5. ↑ C. Heiles, H I shells and supershells, „The Astrophysical Journal”, 229, 1979, s. 533–544, DOI: 10.1086/156986 (ang.).
  6. ↑ K. Tomisaka, S. Ikeuchi, Evolution of superbubble driven by sequential supernova explosions in a plane-stratified gas distribution, „Publ. Astron. Soc. Japan”, 38, 1986, s. 697–715, Bibcode: 1986PASJ...38..697T (ang.).
  7. ↑ Mordecai-Mark Mac Low, Richard McCray, Superbubbles in disk galaxies, „The Astrophysical Journal”, 324, 1988, s. 776–785, DOI: 10.1086/165936 (ang.).
  8. ↑ A Cosmic Superbubble (ang.). [dostęp 2011-07-20].
  9. ↑ Yurii Pidopryhora, Felix J. Lockman, Joseph C. Shields, The Ophiuchus Superbubble: A Gigantic Eruption from the Inner Disk of the Milky Way, „The Astrophysical Journal”, 656 (2), 2007, s. 928–942, DOI: 10.1086/510521 (ang.).
  10. ↑ Huge 'Superbubble' of Gas Blowing Out of Milky Way (ang.). W: PhysOrg.com [on-line]. 2006-01-13. [dostęp 2008-07-04].
  11. ↑ Matthew B. Callaway i inni, Observational Evidence of Supershell Blowout in GS 018−04+44: The Scutum Supershell, „The Astrophysical Journal”, 532 (2), 2000, s. 943–969, DOI: 10.1086/308601 (ang.).

Linki zewnętrzne

  • G. Tenorio-Tagle, P. Bodenheimer, Large-scale expanding superstructures in galaxies, „Annual Review of Astronomy and Astrophysics”, 26, 1988, s. 145-197, Bibcode: 1988ARA&A..26..145T (ang.).

Media użyte na tej stronie

Superbubble N70 in LMC.jpg
Autor: ESO, Licencja: CC BY 4.0
This image shows a three-colour composite of the N 70 nebula. It is a "Super Bubble" in the Large Magellanic Cloud (LMC), a satellite galaxy to the Milky Way system, located in the southern sky at a distance of about 160,000 light-years. This photo is based on CCD frames obtained with the FORS2 instrument in imaging mode in the morning of November 5, 1999. N 70 is a luminous bubble of interstellar gas, measuring about 300 light-years in diameter. It was created by winds from hot, massive stars and supernova explosions and the interior is filled with tenuous, hot expanding gas. An object like N70 provides astronomers with an excellent opportunity to explore the connection between the life-cycles of stars and the evolution of galaxies. Very massive stars profoundly affect their environment. They stir and mix the interstellar clouds of gas and dust, and they leave their mark in the compositions and locations of future generations of stars and star systems.
Superbubble LHA 120-N 44 in the Large Magellanic Cloud.jpg
Autor: ESO/Manu Mejias, Licencja: CC BY 3.0
ESO’s Very Large Telescope has been used to obtain this view of the nebula LHA 120-N 44 surrounding the star cluster NGC 1929. Lying within the Large Magellanic Cloud, a satellite galaxy of our own Milky Way, this region of star formation features a colossal superbubble of material expanding outwards due to the influence of the cluster of young stars at its heart that sculpts the interstellar landscape and drives forward the nebula’s evolution.