For 70.000 år siden passerte et par brune dverger kjent som Scholz-stjernen, som ligger like ved brusfusjonen i kjernene deres, gjennom solsystemets Oort-sky. I motsetning til stjernene i denne illustrasjonen, var de ikke synlige for det menneskelige øyet.
Vi er vant til å tenke på solsystemet vårt som et stabilt, fredelig sted. Fra tid til annen lærer vi selvfølgelig at planeter og andre himmellegemer sparket i noen komet eller asteroide, men for det meste forblir alt konstant. Selv en sjelden interstellar besøkende bærer ikke mye risiko, i hvert fall ikke for integriteten til en verden som vår. Men hele solsystemet vårt går i bane rundt galaksen, noe som betyr at det har hundrevis av milliarder sjanser for nær samhandling med en annen stjerne. Hvor ofte skjer dette egentlig, og hva er de potensielle konsekvensene av dette? Leseren vår stiller et spørsmål:
Mulighetene spenner fra rutinehendelser der flere objekter i Oort-skyen går ut av veien, til katastrofale - kolliderer med en planet eller dens utspring fra systemet. La oss se hva som faktisk skjer.
Et tetthetskart over Melkeveien og den omkringliggende himmelen, som tydelig viser Melkeveien, de store og små magellanske skyene, og hvis du ser nøye på, NGC 104 til venstre for Lille skyen, NGC 6205 rett over og til venstre for den galaktiske kjernen, og NGC 7078 rett nedenfor. Totalt inneholder Melkeveien rundt 200 milliarder stjerner.
Vårt beste estimat er at Melkeveien inneholder 200 til 400 milliarder stjerner. Og selv om stjerner kommer i veldig forskjellige størrelser og masser, er de fleste av dem (3 av hver 4) røde dverger: fra 8% til 40% av solens masse. Størrelsen på disse stjernene er mindre enn solen: i gjennomsnitt omtrent 25% av solens diameter. Vi vet også omtrent melkestørrelsen: den er en skive på rundt 2000 lysår tykk og 100.000 lysår i diameter, med en sentral bule med en radius på 5.000-8.000 lysår.
Til slutt, i forhold til sola, beveger en typisk stjerne seg med en hastighet på 20 km / s: omtrent 1/10 av hastigheten som solen (og alle stjerner) går i Melkeveien.
Selv om Solen beveger seg i flyet på Melkeveien i en avstand fra 25.000 til 27.000 lysår fra sentrum, er retningene til banene til planetene i solsystemet ikke på linje med galaksens plan.
Dette er statistikken for stjernene i vår Galaxy. Det er mange detaljer, nyanser og triks som vi vil ignorere - for eksempel endring i tetthet avhengig av om vi er i spiralarmen eller ikke; det faktum at flere stjerner befinner seg nærmere sentrum enn nærmere kanten (og solen vår er halvveis mot kanten); helningen av solsystemets bane i forhold til den galaktiske disken; små forandringer, avhengig av om vi er i midten av det galaktiske planet eller ikke … Men vi kan ignorere dem fordi bare ved å bruke de ovennevnte mengdene kan vi beregne hvor ofte stjernene i Galaxy kommer innenfor en viss avstand til solen vår, og derfor hvor ofte det kan forventes nære møter eller forskjellige sammenstøt.
Salgsfremmende video:
Avstandene mellom solen og mange av stjernene i nærheten er nøyaktige, men hver stjerne - til og med den største av dem - vil være mindre enn en milliondel av en piksel i diameter til skala.
Vi beregner denne verdien veldig enkelt - vi beregner tettheten av stjerner, tverrsnittet av interesse for oss (bestemt av hvor nær du vil at stjernen skal komme til vår), og hastigheten som stjernene beveger seg i forhold til hverandre, og deretter multipliserer vi alt dette til få antall kollisjoner per tidsenhet. Denne metoden for å telle antall påkjørsler er egnet for alt fra partikkelfysikk til fysikk i kondensert stoff (for eksperter er dette egentlig Drude-modellen), og gjelder like godt astrofysikk. Hvis vi antar at det er 200 milliarder stjerner i Melkeveien, at stjernene er jevnt fordelt over disken (ignorerer bula), og at stjernene beveger seg relativt til hverandre med en hastighet på 20 km / s, får vi ved å plotte avhengigheten av antall interaksjoner på avstanden til solen følgende:
En graf som viser hvor ofte stjernene i Melkeveien vil passere en viss avstand fra sola. Grafen er logaritmisk på begge akser, y-aksen er avstanden og x-aksen - typisk forventning om denne hendelsen i år.
Han sier at man i gjennomsnitt over hele universets historie kan forvente at den nærmeste avstanden som en annen stjerne nærmer seg Solen vil være 500 AU, eller omtrent ti ganger lenger enn avstanden fra Solen til Pluto. Han antyder også at en gang hvert milliard år kan det forventes at en stjerne nærmer oss i en avstand på 1500 AU, som ligger nær kanten av det spredte Kuiperbeltet. Og oftere, omtrent en gang hvert 300 000 år, vil en stjerne passere et lysår borte fra oss.
Den logaritmiske representasjonen av solsystemet, som strekker seg til de nærmeste stjernene, viser hvor langt Kuiperbeltet og Oort-skyene strekker seg.
Dette er definitivt bra for den langsiktige stabiliteten til planetene i solsystemet vårt. Det følger av dette at over 4,5 milliarder år med eksistens av solsystemet vårt, er sjansen for at en stjerne vil nærme seg noen av planetene våre i en avstand lik avstanden fra solen til Pluto, omtrent 1 av 10.000; sjansene for at en stjerne vil nærme seg solen i en avstand som er lik avstanden fra solen til jorden (som i stor grad vil forstyrre bane og føre til en utkast fra systemet) er mindre enn 1 i 1 000 000 000. Dette betyr at sannsynligheten for å komme forbi oss en annen stjerne fra galaksen, som kan føre til alvorlig ulempe, er veldig lav. Vi vil ikke tape i romlotteriet - det er veldig usannsynlig at siden ingenting har skjedd ennå, vil noe skje i overskuelig fremtid.
Baner av indre og ytre planeter som adlyder Keplers lover. Sjansene for at stjernen vil passere i en liten avstand fra oss, og til og med i en avstand som kan sammenlignes med avstanden til Pluto, er ekstremt liten.
Men tilfellene av passering av en stjerne gjennom Oort-skyen (ligger 1,9 lysår fra solen), som et resultat av at banene til et enormt antall islegemer ble forstyrret, i løpet av denne tiden burde omtrent 40 000 ha samlet seg. Med en slik passering av en stjerne gjennom solsystemet, skjer det mange interessante ting., siden to faktorer konvergerer her:
Oort skyobjekter er svært svakt koblet til solsystemet, så selv en veldig liten tyngdekraft kan endre bane deres betydelig.
Stjerner er veldig massive, så selv om en stjerne reiser på avstand fra en gjenstand som er lik avstanden fra den til solen, kan den sparke den hardt nok til at bane sin kan endre seg.
Det følger av dette at hver gang vi kommer nær en forbipasserende stjerne, øker risikoen for at vi i flere millioner år senere kolliderer med en gjenstand fra Oort-skyen.
Kuiperbeltet inneholder det største antallet objekter i solsystemet, men den lenger og svakere Oort-skyen inneholder ikke bare flere objekter - det er også mer utsatt for forstyrrelser fra en forbipasserende masse, for eksempel en annen stjerne. Alle skyobjekter i Kuiperbeltet og Oort beveger seg i ekstremt lave hastigheter i forhold til solen.
Med andre ord, vi vil ikke se resultatene av virkningen av en forbipasserende stjerne på isete kometlignende kropper, som muligens vil falle i solsystemet, før omtrent 20 påfølgende stjerner har passert nær nok til oss! Dette er et problem, siden det siste stjernesystemet, Scholz's stjerne (som gikk for 70.000 år siden) allerede er 20 lysår unna. Imidlertid kan en optimistisk konklusjon trekkes fra denne analysen: jo bedre vårt kart over stjerner og deres bevegelser, som ligger 500 lysår fra oss, jo bedre kan vi forutsi hvor og når de ukontrollerte objektene i Oort-skyen vil vises. Og hvis vi er opptatt av å beskytte planeten mot gjenstander som kastes inn i systemet vårt ved å passere stjerner, er innhenting av slik kunnskap det åpenbare neste trinn.
WISEPC J045853.90 + 643451.9, den grønne prikken er den første ultracold brown dvergen som er oppdaget av Wide-Field Infrared Survey Explorer, eller WISE (Wide-Field Infrared Survey Explorer). Denne stjernen ligger 20 lysår fra oss. For å studere hele himmelen og finne alle stjernene som kunne passere nær solen og bringe stormer til Oort-skyen, ville det ta en titt på 500 lysår.
Dette vil kreve å bygge vidvinkelteleskoper som kan se svake stjerner på store avstander. WISE-oppdraget ble prototypen på en slik teknikk, men avstanden der den er i stand til å se de svakeste stjernene, det vil si stjernene av den vanligste typen, er sterkt begrenset av dens størrelse og observasjonstid. Et infrarødt romteleskop som observerer hele himmelen kunne markere omgivelsene våre, fortelle oss om hva som kan komme til oss, hvor lang tid det tar, fra hvilke retninger og hvilke stjerner som har forårsaket forstyrrelser blant objektene til Oort-skyen. Gravitasjonsinteraksjoner oppstår konstant, selv til tross for de enorme avstandene mellom stjernene i rommet; Oort-skyen er enorm, og vi har veldig lang tid på at objekter derfra flyr forbi oss og på en eller annen måte påvirker oss. Alt vil skje i lang nok tidhva du kan forestille deg.
Alexander Kolesnik
