În urmă cu 70.000 de ani, o pereche de pitici maro cunoscuți ca steaua lui Scholz, situată chiar pe cuspita fuziunii de hidrogen din miezurile lor, au trecut prin norul Oort al sistemului solar. Spre deosebire de stelele din această ilustrație, ele nu erau vizibile pentru ochiul uman.
Ne-am obișnuit să gândim sistemul nostru solar ca un loc stabil, pașnic. Desigur, din când în când aflăm că planetele și alte corpuri cerești au lovit o cometă sau un asteroid, dar în mare parte, totul rămâne constant. Chiar și un vizitator interstelar rar nu prezintă prea multe riscuri, cel puțin nu pentru integritatea unei lumi ca a noastră. Dar întregul nostru sistem solar orbitează prin galaxie, ceea ce înseamnă că are sute de miliarde de șanse de interacțiune strânsă cu o altă stea. Cât de des se întâmplă acest lucru și care sunt consecințele potențiale ale acestui lucru? Cititorul nostru pune o întrebare:
Oportunitățile variază de la incidente de rutină în care mai multe obiecte din norul Oort își ies în cale până la coliziuni catastrofale cu o planetă sau ejectarea acesteia din sistem. Să vedem ce se întâmplă de fapt.
O hartă a densității Calea Lactee și a cerului înconjurător, care arată în mod clar Calea Lactee, Norii Magellanici Mari și Mari și, dacă priviți cu atenție, NGC 104 la stânga Nucului Mic, NGC 6205 chiar deasupra și în stânga nucleului galactic, și NGC 7078 chiar mai jos. În total, Calea Lactee conține aproximativ 200 de miliarde de stele.
Cea mai bună estimare a noastră este că Calea Lactee conține 200 de miliarde până la 400 de miliarde de stele. Și deși stelele au dimensiuni și mase foarte diferite, majoritatea (3 din 4) sunt pitici roșii: de la 8% la 40% din masa Soarelui. Mărimea acestor stele este mai mică decât soarele: în medie, aproximativ 25% din diametrul Soarelui. Cunoaștem aproximativ dimensiunea căii lactee: este un disc de aproximativ 2.000 de ani-lumină și un diametru de 100.000 de ani-lumină, cu o bombă centrală cu o rază de 5.000-8.000 de ani-lumină.
În cele din urmă, în raport cu Soarele, o stea tipică se mișcă cu o viteză de 20 km / s: aproximativ 1/10 din viteza cu care Soarele (și toate stelele) orbitează Calea Lactee.
Deși Soarele se deplasează în planul Căii Lactee la o distanță de 25.000 până la 27.000 de ani lumină de centru, direcțiile orbitelor planetelor Sistemului Solar nu sunt aliniate cu planul galaxiei.
Aceasta este statisticile pentru stelele din Galaxia noastră. Există multe detalii, nuanțe și trucuri pe care le vom ignora - cum ar fi schimbarea densității în funcție de faptul dacă ne aflăm în brațul spiral sau nu; faptul că mai multe stele sunt situate mai aproape de centru decât mai aproape de margine (iar Soarele nostru este la jumătatea drumului); înclinația orbitelor sistemului solar în raport cu discul galactic; mici schimbări, în funcție de dacă ne aflăm în mijlocul planului galactic sau nu … Dar le putem ignora, deoarece doar folosind cantitățile de mai sus ne permite să calculăm cât de des stelele Galaxiei ajung la o anumită distanță de Soarele nostru și, prin urmare, cât de des pot fi așteptate întâlniri apropiate sau diferite confruntări.
Video promotional:
Distanțele dintre Soare și multe dintre stelele din apropiere sunt exacte, dar fiecare stea - chiar și cea mai mare dintre ele - ar fi mai mică de o milionime de pixel în diametru până la scară.
Calculăm această valoare foarte simplu - calculăm densitatea stelelor, secțiunea transversală care ne interesează (determinată de cât de aproape doriți ca steaua să vină la a noastră) și viteza cu care stelele se mișcă unele față de altele, apoi multiplicăm toate acestea pentru obțineți numărul de coliziuni pe unitatea de timp. Această metodă de contorizare a numărului de coliziuni este potrivită pentru orice, de la fizica particulelor până la fizica materiei condensate (pentru experți, acesta este în mod esențial modelul Drude) și la fel de aplicabil astrofizicii. Dacă presupunem că în Calea Lactee există 200 de miliarde de stele, că stelele sunt distribuite uniform pe disc (ignorând bombă), și că stelele se mișcă unele față de altele la o viteză de 20 km / s, atunci, reprezentând dependența numărului de interacțiuni pe distanța de Soare, obținem ca urmare a:
Un grafic care arată cât de des vor trece stelele din Calea Lactee la o anumită distanță de Soare. Graficul este logaritmic pe ambele axe, axa y este distanța, iar axa x - așteptarea tipică a acestui eveniment în ani.
El spune că, în medie, pentru întreaga istorie a Universului, se poate aștepta ca distanța cea mai apropiată de care o altă stea se apropie de Soare să fie de 500 UA, sau de aproximativ zece ori mai mare decât distanța de la Soare la Pluton. El sugerează, de asemenea, că, o dată la un miliard de ani, se poate aștepta ca o stea să se apropie de noi la o distanță de 1500 AU, care este aproape de marginea centurii Kuiper împrăștiate. Și mai des, aproximativ o dată la 300.000 de ani, o stea va trece la o distanță de ordinul unui an lumină de la noi.
Reprezentarea logaritmică a sistemului solar, care se extinde până la cele mai apropiate stele, arată cât de mult se extind centura Kuiper și norii Oort.
Acest lucru este cu siguranță bun pentru stabilitatea pe termen lung a planetelor din sistemul nostru solar. De aici rezultă că peste 4,5 miliarde de ani de existență a sistemului nostru solar, șansele ca o stea să se apropie de oricare dintre planetele noastre la o distanță egală cu distanța de la Soare la Pluto sunt aproximativ 1 din 10.000; șansele ca o stea să se apropie de Soare la o distanță egală cu distanța de la Soare la Pământ (ceea ce ar perturba foarte mult orbita sa și ar duce la o expulzare din sistem) este mai mică de 1 din 1.000.000.000. Aceasta înseamnă că probabilitatea de a trece pe lângă noi o altă stea din galaxie, care ne-ar putea provoca grave inconveniente, este teribil de scăzută. Nu vom pierde în loteria spațială - este foarte puțin probabil ca, având în vedere că nu s-a întâmplat încă nimic, se va întâmpla ceva în viitorul previzibil.
Orbitele planetelor interioare și exterioare se supun legilor lui Kepler. Șansele ca steaua să treacă la o distanță mică de noi, și chiar la o distanță comparabilă cu distanța față de Pluto, sunt extrem de mici.
Dar cazurile trecerii unei stele prin norul Oort (situat la 1,9 ani-lumină de Soare), ca urmare a faptului că orbitele unui număr imens de corpuri de gheață au fost încălcate, în acest timp ar fi trebuit să se acumuleze circa 40 000. Cu o astfel de trecere a unei stele prin sistemul solar, multe interesante, deoarece aici converg doi factori:
Obiectele din cloud Oort sunt foarte slab conectate la sistemul solar, astfel încât chiar și o apăsare gravitațională foarte mică le poate schimba semnificativ orbita.
Stelele sunt foarte masive, așa că, chiar dacă o stea călătorește la o distanță de la un obiect egal cu distanța de la acesta la Soare, o poate lovi suficient de tare pentru ca orbita sa să se schimbe.
Rezulta ca de fiecare data cand ne apropiem de o stea trecatoare, riscul creste ca, de exemplu, la cateva milioane de ani dupa aceea, am putea intra in coliziune cu un obiect din norul Oort.
Centura Kuiper conține cel mai mare număr de obiecte din sistemul solar, dar norul mai îndepărtat și mai slab Oort nu numai că conține mai multe obiecte - este, de asemenea, mai susceptibil la tulburări de la o masă care trece, cum ar fi o altă stea. Toate centurile Kuiper și obiectele nor Oort se mișcă la viteze extrem de mici în raport cu Soarele.
Cu alte cuvinte, nu vom vedea rezultatele impactului unei stele trecătoare pe corpurile înghețate de cometă, care, eventual, vor cădea în sistemul solar, până când aproximativ 20 de stele succesive vor trece destul de aproape de ale noastre! Aceasta este o problemă, deoarece ultimul sistem de stele, steaua lui Scholz (care a trecut acum 70.000 de ani) este deja la 20 de ani lumină. Cu toate acestea, din această analiză se poate trage o concluzie optimistă: cu cât harta noastră a stelelor și mișcările lor, aflate la 500 de ani lumină de noi, cu atât mai bine putem prezice unde și când vor apărea obiectele necontrolate ale norului Oort. Și dacă ne preocupă să protejăm planeta de obiecte aruncate în sistemul nostru prin trecerea stelelor, atunci dobândirea unei astfel de cunoștințe este următorul pas evident.
WISEPC J045853.90 + 643451.9, punctul verde este primul pitic ultracold maro descoperit de Wide-Field Infrared Survey Explorer sau WISEPC (Wide-Field Infrared Survey Explorer). Această stea este situată la 20 de ani lumină de noi. Pentru a studia întregul cer și pentru a găsi toate stelele care ar putea trece lângă Soare și să aducă furtuni în Norul Oort, ar trebui să aruncăm o privire peste 500 de ani lumină.
Acest lucru va necesita construirea de telescoape cu unghi larg, capabile să vadă stele slabe la distanțe mari. Misiunea WISE a devenit prototipul pentru o astfel de tehnică, dar distanța la care este capabil să vadă cele mai slabe stele, adică stelele de cel mai obișnuit tip, este mult limitată de dimensiunea și timpul de observare. Un telescop spațial în infraroșu, care observă întregul cer, ne-ar putea marca împrejurimile, ne poate spune despre ce poate veni la noi, cât timp durează, din ce direcții și ce stele au provocat tulburări între obiectele norului Oort. Interacțiunile gravitaționale apar constant, chiar în ciuda distanțelor uriașe dintre stelele din spațiu; norul Oort este imens și avem foarte mult timp pentru ca obiectele de acolo să zboare pe lângă noi și să ne influențeze cumva. Totul se va întâmpla într-un timp suficientce vă puteți imagina.
Alexander Kolesnik
