국부 거품

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1. 개요
2. 설명
- 2.1. 국부 거품과 주변 거품과의 관계
3. 관측
4. 지구에 미치는 영향
- 4.1. 방사성 동위원소
- 4.2. 별 생성 촉진
참조

1. 개요

국부 거품은 태양계가 지나온, 밀도가 낮은 성간 물질로 이루어진 거대한 거품이다. 태양계는 500만 년에서 1,000만 년 동안 국부 거품을 통과했으며, 현재는 국부 거품 내의 국부 성간 구름에 위치해 있다. 국부 거품은 달걀형 또는 타원형 모양이며, 고리 I 거품, 고리 II 거품, 고리 III 거품과 같은 다른 거품과 인접해 있다. 연구를 통해 국부 거품의 3D 지도가 작성되었으며, 팽창하는 거품 표면이 새로운 별의 형성에 영향을 미친다는 사실이 밝혀졌다. 또한, 지구에서 발견되는 방사성 동위원소는 국부 거품과 관련된 초신성의 영향일 수 있다.

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국부 거품
개요
유형	거대거품
다른 이름	국부 고온 거품 LHB 국부 성간 거품
위치 정보
거리	0 광년 (0 파섹)
반지름	500 광년
특징
설명	국부 성간 구름을 포함하는 성간 매질 내의 공동

2. 설명

태양계는 지난 500만 년에서 1000만 년 동안 현재 국부 거품이 위치한 지역을 통과해 왔다.^[9] 현재 태양계의 위치는 거품 내 밀도가 더 높은 지역인 국부 성간 구름(LIC)에 있다. LIC는 국부 거품과 루프 I 거품이 만나는 지점에서 형성되었다.

국부 거품은 구형이 아니라 은하 평면에서 좁아 보이며, 다소 달걀 모양이나 타원형이고, 은하 평면 위와 아래에서 넓어져 모래시계 모양이 될 수 있다. 국부 거품은 특히 루프 I 거품을 포함하여 밀도가 낮은 다른 거품의 성간 매질(ISM)과 인접해 있다. 루프 I 거품은 전갈자리-센타우루스자리 성협의 초신성과 항성풍에 의해 형성되었으며, 태양에서 약 500 광년 떨어져 있다. 루프 I 거품에는 별 안타레스(α Sco)가 포함되어 있다. 국부 거품의 공동과 루프 I 거품을 연결하는 여러 터널이 있으며, 이를 "루푸스 터널"이라고 한다.^[10]

2. 1. 국부 거품과 주변 거품과의 관계

국부 거품(하얀색)과 근처 분자 구름(자홍색) 및 고리 I 거품의 일부(청록색)의 3D 모형.

태양계는 500만 년에서 1,000만 년 동안 국부 거품이 차지하는 영역을 여행해왔다.^[30] 태양계의 현재 위치는 거품 내의 밀한 물질 영역인 국부 성간 구름(LIC)에 위치해 있다. LIC는 국부 거품과 고리 I 거품이 접한 곳에서 형성되었다. LIC 내의 가스는 밀도가 입방센티미터당 원자 약 0.1개이다.

국부 거품은 공모양의 형태를 띠고 있지 않다. 은하면에서 좁은 형태를 한 것처럼 보이는데, 달걀형이나 타원형이 더 알맞다. 그리고 모래시계와 같은 모양으로 은하면 위아래로 넓어지고 있을지도 모른다. 국부 거품은 더 낮은 밀도의 성간물질로 구성된 다른 거품과 인접해 있는데, 특히 고리 I 거품이 그렇다. 고리 I 거품은 전갈자리-센타우루스자리 성협에서의 초신성과 항성풍으로 형성되었고, 태양으로부터 약 500 광년 떨어져 있다. 고리 I 거품은 도해도의 우측 상단에서 보이는 안타레스(전갈자리 알파)를 포함하고 있다. 몇몇 통로가 국부 거품의 구멍 및 고리 I 거품의 구멍과 연결되어 있는데, "이리자리 터널"이라 불린다.^[34] 국부 거품과 인접한 또다른 거품으로는 고리 II 거품과 고리 III 거품이 있다.

2019년, 연구원들은 국부 성간 구름과 관련된 남극에서 성간 철을 발견했으며, 이는 국부 거품의 형성과 관련이 있을 수 있다.^[11]

3. 관측

우주 고온 성간 플라스마 분광 탐사선(CHIPS 또는 CHIPSat)은 2003년 2월부터 2008년 4월까지 활동한 작은 우주 관측선으로, 국부 거품 내의 뜨거운 가스를 조사했다.^[35] 1992년부터 2001년까지는 극자외선 탐사선 임무를 통해 국부 거품 내 극자외선(EUV) 방출원을 조사했다. 거품 가장자리 너머의 방출원이 발견되었지만, 밀도가 높은 성간물질 때문에 약화되었다.^[35] 2019년에는 확산 성간 띠 관측을 통해 국부 거품의 첫 3D 지도가 보고되었다.^[13]

2020년에는 별의 소멸 데이터에서 얻은 먼지 밀도의 3D 지도를 통해 국부 거품을 둘러싼 먼지 덮개의 모양을 복구하고 모델링했다.^[14]

4. 지구에 미치는 영향

지구에서 발견되는 여러 방사성 동위원소는 태양계와 가까운 초신성과 관련이 있다. 이러한 동위원소는 심해의 철망간 각질에서 주로 발견되며, 베릴륨-10 등으로 연대 측정이 가능하다. 특히 철-60은 해양 퇴적물, 남극 눈, 달 토양 등에서 발견된다.^[18]^[19]^[20] 망간-53과 플루토늄-244도 심해 물질에서 발견된다.^[21]^[22]

철-60과 망간-53은 170만~320만 년 전, 그리고 철-60은 650만~870만 년 전에 농도가 최고조에 달했다. 더 오래된 최고치는 태양계가 오리온-에리다누스 초거품을 통과할 때, 더 젊은 최고치는 태양계가 450만 년 전 국부 거품에 진입할 때 생성되었을 가능성이 있다.^[24]

4. 1. 방사성 동위원소

지구에서 여러 방사성 동위원소가 태양계에 상대적으로 가까운 초신성과 연관되어 있다. 가장 흔한 공급원은 심해 철망간 각질에서 발견된다. 이러한 단괴는 지속적으로 성장하며 철, 망간 및 기타 원소를 침전시킨다. 샘플은 베릴륨-10 등으로 연대 측정이 가능한 층으로 나뉜다. 이러한 층 중 일부는 방사성 동위원소의 농도가 더 높다.^[22] 지구상의 초신성과 가장 일반적으로 관련된 동위원소는 철-60으로 해양 퇴적물^[18], 남극 눈^[19], 달 토양에서 발견된다.^[20] 다른 동위원소로는 망간-53^[21]과 심해 물질에서 발견되는 플루토늄-244^[22]가 있다. 우주선 연구에서 예상되었던 초신성 기원의 알루미늄-26은 확인되지 않았다.^[23] 철-60과 망간-53은 170만~320만 년 전에 최고치를 보였고, 철-60은 650만~870만 년 전에 두 번째 최고치를 보였다. 더 오래된 최고치는 태양계가 오리온-에리다누스 초거품을 통과했을 때 발생했을 가능성이 높고, 더 젊은 최고치는 태양계가 450만 년 전에 국부 거품에 진입했을 때 생성되었다.^[24] 더 젊은 최고치를 생성한 초신성 중 하나는 펄서 PSR B1706-16을 생성하고 제타 뱀주인을 도주성으로 만들었을 수 있다. 둘 다 UCL에서 기원했으며 178만 ± 21만 년 전에 초신성에 의해 방출되었다.^[25] 더 오래된 최고치에 대한 또 다른 설명은 700만~900만 년 전에 투카나-시계자리 성협에서 한 초신성에 의해 생성되었다는 것이다.^[26]

4. 2. 별 생성 촉진

2022년 1월, 학술지 ''네이처''에 게재된 논문은 관측과 모델링을 통해 팽창하는 거품 표면의 작용이 가스와 파편을 모으고 모든 젊고 가까운 별의 형성에 책임이 있다는 것을 밝혀냈다.^[17] 이 새로운 별들은 전형적으로 황소자리 분자 구름 및 플레이아데스 성단과 같은 분자 구름에 위치한다.

참조

_[1] 논문 Interaction of the Loop I supershell with the Local Hot Bubble 1995-02
_[2] simbad NAME Local Bubble 2014-03-15
_[3] 논문 Hot gaseous stellar disks avoid regions of low interstellar densities 2015-12
_[4] 웹사이트 Our local galactic neighborhood http://interstellar.[...] National Aeronautics and Space Administration (NASA) 2000-02-08
_[5] 논문 The origin of the young stellar population in the solar neighborhood – a link to the formation of the Local Bubble?
_[6] 웹사이트 "[51.09] Model of an expanding supershell structure in the LISM" http://aas.org/archi[...] American Astronomical Society 1998-01-08
_[7] 논문 The Origin of the Local Bubble https://ui.adsabs.ha[...] 2001-10-01
_[8] 논문 The search for the origin of the Local Bubble redivivus 2006-12-01
_[9] 웹사이트 Local Chimney and Superbubbles http://www.solstatio[...]
_[10] 논문 3D mapping of the dense interstellar gas around the Local Bubble
_[11] 논문 Interstellar {{sup|60}}Fe in Antarctica
_[12] 웹사이트 Cosmic Hot Interstellar Plasma Spectrometer (CHIPS) http://chips.ssl.ber[...] University of California – Berkeley 2003-01-12
_[13] letter 3D map of the local bubble https://www.nature.c[...] 2019-07-08
_[14] 논문 Modeling the magnetized Local Bubble from dust data https://www.aanda.or[...] 2020-04
_[15] 논문 Star formation near the Sun is driven by expansion of the Local Bubble https://www.nature.c[...] 2022-01-12
_[16] 웹사이트 1,000-Light-Year Wide Bubble Surrounding Earth is Source of All Nearby, Young Stars {{!}} Center for Astrophysics https://www.cfa.harv[...] 2022-01-17
_[17] 웹사이트 Star Formation near the Sun is driven by expansion of the Local Bubble https://sites.google[...] 2022-02-07
_[18] 논문 Indication for Supernova Produced 60Fe Activity on Earth https://ui.adsabs.ha[...] 1999-07-01
_[19] 논문 Interstellar 60Fe in Antarctica https://ui.adsabs.ha[...] 2019-08-01
_[20] 논문 Interstellar Fe 60 on the Surface of the Moon https://ui.adsabs.ha[...] 2016-04-01
_[21] 논문 Supernova-Produced 53Mn on Earth https://ui.adsabs.ha[...] 2020-07-01
_[22] 논문 60Fe and 244Pu deposited on Earth constrain the r-process yields of recent nearby supernovae https://ui.adsabs.ha[...] 2021-05-01
_[23] 논문 Limits on Supernova-Associated Fe 60 /Al 26 Nucleosynthesis Ratios from Accelerator Mass Spectrometry Measurements of Deep-Sea Sediments https://ui.adsabs.ha[...] 2018-11-01
_[24] 논문 Numerical studies on the link between radioisotopic signatures on Earth and the formation of the Local Bubble. II. Advanced modelling of interstellar 26Al, 53Mn, 60Fe, and 244Pu influxes as traces of past supernova activity in the solar neighbourhood https://ui.adsabs.ha[...] 2023-12-01
_[25] 논문 A nearby recent supernova that ejected the runaway star ζ Oph, the pulsar PSR B1706-16, and 60Fe found on Earth 2020-10-01
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