Universum stjärnfabrik solsystemet

Jorden ligger mitt i en stjärnfabrik

Solsystemet befinner sig inuti en gigantisk gasbubbla. Nu har astronomer upptäckt att den 1 000 ljusår stora bubblan bildar tusentals nya stjärnor vid sin yta och ständigt förvandlar vår natthimmel.

Solsystemet befinner sig inuti en gigantisk gasbubbla. Nu har astronomer upptäckt att den 1 000 ljusår stora bubblan bildar tusentals nya stjärnor vid sin yta och ständigt förvandlar vår natthimmel.

Leah Hustak/CfA

Om du ibland känner att du lever i en bubbla har vetenskapen nu starka bevis för att det faktiskt är så – även om det förmodligen är en något större bubbla än du kanske föreställer dig.

Med hjälp av data från rymdteleskopet Gaia har astronomer för första gången sammanställt en detaljerad 3D-karta över den så kallade Lokala bubblan. Kartan avslöjar inte bara att jorden befinner sig mitt i en stjärnproducerande bubbla, utan också hur den uppstod.

"Den lokala bubblan bildades av en serie våldsamma supernovaexplosioner som har ägt rum under de senaste 14 miljoner åren. När supernovorna exploderade startade de chockvågor som svepte ihop den närliggande gasen i ett tätt skal som bildar ytan på bubbla", förklarar Catherine Zucker, astronom vid Harvard Smithsonian Center for Astrophysics, för Illustrerad Vetenskap.

Bubblan mäter 1000 ljusår i diameter och fungerar som en slags kosmisk förlossningsklinik som ständigt förändrar vår natthimmel.

Supernovor blåste upp bubblan

Den Lokala bubblan är ett tomrum mellan stjärnorna i vår lokala galax, Vintergatans Orionarm, och bildades för cirka 14 miljoner år sedan när en jättestjärna först kollapsade och därefter exploderade som en supernova.

I Vintergatan exploderar ungefär två supernovor undre varje århundrade och på en bråkdel av en sekund frigörs lika mycket energi som strömmar ut ur solen under en miljon år.

15 supernovor har gradvis blåst upp Lokala bubblan under de senaste 14 miljoner åren.

Supernovor sänder ut stora mängder gammastrålning, som skapas när en viss variant av aluminium sönderfaller till magnesium. Astronomer kan mäta gammastrålningen och på så sätt registrera att en stjärna har exploderat vid någon tidpunkt.

På så sätt har de analyserat att totalt 15 supernovor under de senaste 14 miljoner åren har bidragit till bubblans expansion och blåst upp den ännu mer.

Varje gång en av stjärnorna har exploderat har den slungat i väg – utåt – all materia som fanns i området runt den, såsom damm och väte.

Med tiden har därför supernovorna skapat en ficka i rymden som utgör bubblans inre. Till exempel rymmer fickan enbart en tiondel av det väte som finns utanför bubblan.

Solsystemet Lokala bubblan stjärnor
© Leah Hustak/CfA

Sju klungor sprutar ur sig stjärnor

Solsystemet är omgivet av den så kallade Lokala bubblan – en gigantisk bubbla av damm och gas. Den Lokala bubblan är inte formad som en perfekt sfär, utan sträcker sig cirka 500 ljusår från vardera sidan av solen. Som jämförelse är stjärnan närmast solen, Proxima Centauri, cirka 4,2 ljusår bort.

Bubblans inre är i princip utan substans, men på dess utsida har väte och andra grundämnen samlats i sju kluster, som bland annat inkluderar stjärnbilderna Flugan och Kameleonten. Hoparna är veritabla stjärnfabriker, där materiens höga täthet säkerställer att nya stjärnor bildas hela tiden.

Enligt astronomer är den Lokala bubblan långt ifrån ensam, och de antar att majoriteten av stjärnorna i universum bildas på ytan av liknande bubblor.

Astronomer har känt till Lokala bubblan i 50 år, men det är först nu som data från Gaia-teleskopet och nya datorprogram tydligt visar hur stor bubblan egentligen är, hur den är utformad och vad som händer utmed dess yta.

Och det är faktiskt en hel del.

Fusion tänder stjärnor

Forskare från bland annat Harvard & Smithsonian Center for Astrophysics har studerat avstånden till de närmaste stjärnområdena runt solen, och det visar sig att de flesta nya stjärnorna finns vid bubblans yta.

Men inte nog med det – de rör sig också bort från solen med en hastighet som motsvarar bubblans egen expansionshastighet.

Rymdteleskopet Gaia

Rymdteleskopet Gaia kretsar 1,5 miljoner kilometer från jorden i den så kallade lagrangepunkt L2 där omloppsbanan inte störs.

© D. Ducros/ESA

Forskarna drar därför slutsatsen att all materia som supernovaexplosionerna har avlägsnat från bubblans insida och gradvis tryckt utåt, har klumpats ihop och skapat ett slags membran av het gas och damm som bildar bubblans utsida.

Där har materia ackumulerats med tiden och det är just materians täthet som är avgörande för att nya stjärnor ska kunna bildas.

Ju högre materians densitet är, desto större är gravitationen för att attrahera ännu mer materia. Längs bubblans yta har astronomer registrerat sju sådana områden där materian är tillräckligt tätt för att fungera som stjärnans förlossningsklinik.

När materian förtätas ökar temperaturen och bildar till en början en så kallad protostjärna.

Se stjärnornas liv från vagga till grav

Med tiden blir värmen och trycket så högt att atomkärnorna börjar smälta samman och frigör stora mängder energi. Med andra ord har protostjärnan börjat brinna – eller fusionera – och har därmed blivit en riktig stjärna.

Bubblor finns överallt i universum

Hur solsystemet hamnade i den Lokala bubblan har varit lite av ett mysterium. Universum expanderar ständigt, och allt – inklusive vårt eget solsystem – är i rörelse.

Beräkningar visar att solsystemet för cirka fem miljoner år sedan hamnade i bubblan, som växer med mer än sex kilometer per sekund.

Solsystemet befinner sig just nu mitt i bubblan och astronomer tror därför att bubblorna måste förekomma frekvent i universum – för om de inte gör det skulle det vara nästan statistiskt omöjligt för oss att vara inne i en just nu.

Den Lokala bubblan blåstes gradvis upp av en serie supernovaexplosioner. Sedan dess har solsystemet hamnat i bubblan, och i dag kan vi observera stjärnbildningen på bubblans yta.

Den Lokala bubblan supernovaexplosioner
© Ken Ikeda Madsen/Shutterstock

1. Supernova blåste upp bubblan

Bubblan uppstod för 14 miljoner år sedan när en jättestjärna exploderade som en supernova som blåste ut gas och stoft åt alla håll. Sedan dess har ytterligare 14 supernovor utvidgat bubblan, vilket har lett till att den i dag mäter 1 000 ljusår i diameter.

Den Lokala bubblan solsystemet
© Ken Ikeda Madsen/Shutterstock

2. Stoft samlades på ytan

För varje explosion samlades alltmer gas och damm på bubblans yta och med tiden blev ämnet så pass förtätat att nya stjärnor dök upp. För ungefär fem miljoner år sedan rörde sig solsystemet in i bubblan.

Solsystemet stjärnor bildas
© Ken Ikeda Madsen/Shutterstock

3. Stjärnor uppstår runt jorden

Solsystemet befinner sig i dag mitt i den 1 000 ljusår breda bubblan. Inne i själva bubblan finns det för lite materia för att stjärnor ska bildas, men längs med bubblans yta finns det sju områden där nya stjärnor bildas.

Forskarna tror att bubblorna är vanliga och skapar massor av håligheter som är fattiga på materia i galaxernas inre, lite som hålen i en schweizerost. Därför är det troligt att majoriteten stjärnor i en galax bildas på ytan av bubblor som den Lokala bubblan.

Upptäckten visar att den destruktiva kraften i supernovornas dramatiska utveckling är en livgivande process. De stora kosmiska explosionerna av döende stjärnor skapar en grogrund för att nya stjärnor kan födas.

Forskarna ska nu undersöka flera av bubblorna i Vintergatan för att ta reda på hur de påverkar varandra när de kolliderar och vilken roll de spelar för galaxernas liv och utveckling.

"Vår plats inuti den Lokala bubblan kan ha skyddat solsystemet från skadlig strålning under de senaste tusentals åren", förklarar Catherine Zucker.

Under tiden kan vi titta upp mot natthimlen och njuta av att från främsta parkett få se nya stjärnor bildas.