Pred 70 000 rokmi prešiel Oortov oblak slnečnej sústavy pár hnedých trpaslíkov známych ako Scholzova hviezda, ktorá sa nachádza na hrote vodíkovej fúzie v ich jadrách. Na rozdiel od hviezd na tomto obrázku neboli pre ľudské oko viditeľné.
Sme zvyknutí myslieť na našu slnečnú sústavu ako na stabilné a pokojné miesto. Z času na čas sa samozrejme dozvieme, že planéty a iné nebeské telá kopali kométu alebo asteroid, ale z väčšej časti zostáva všetko konštantné. Ani zriedkavý medzihviezdny návštevník nepredstavuje veľké riziko, aspoň nie kvôli celistvosti sveta, ako je ten náš. Ale celá naša slnečná sústava obieha okolo galaxie, čo znamená, že má stovky miliárd šancí na úzku interakciu s inou hviezdou. Ako často sa to skutočne stáva a aké sú potenciálne následky? Náš čitateľ kladie otázku:
Príležitosti siahajú od bežných incidentov, pri ktorých niekoľko objektov v Oortovom oblaku vystúpi z cesty až po katastrofické kolízie s planétou alebo jej vyhodenie zo systému. Pozrime sa, čo sa v skutočnosti deje.
Hustotná mapa Mliečnej dráhy a okolitej oblohy, ktorá jasne ukazuje Mliečnú dráhu, Veľké a Malé Magellanovské oblaky, a ak sa pozriete pozorne, NGC 104 vľavo od Small Cloud, NGC 6205 tesne nad a naľavo od galaktického jadra a NGC 7078 tesne pod. Mliečna dráha celkovo obsahuje asi 200 miliárd hviezd.
Náš najlepší odhad je, že Mliečná dráha obsahuje 200 až 400 miliárd hviezd. A hoci hviezdy prichádzajú vo veľmi rôznych veľkostiach a hmotách, väčšina z nich (3 zo 4) sú červení trpaslíci: od 8% do 40% hmotnosti Slnka. Veľkosť týchto hviezd je menšia ako Slnko: v priemere asi 25% priemeru Slnka. Zhruba poznáme aj veľkosť Mliečnej dráhy: je to disk hrubý asi 2 000 svetelných rokov a priemer 100 000 svetelných rokov, s centrálnym vydutím s polomerom 5 000 až 8 000 svetelných rokov.
Nakoniec, vo vzťahu k Slnku, sa typická hviezda pohybuje rýchlosťou 20 km / s: približne 1/10 rýchlosti, ktorou Slnko (a všetky hviezdy) obieha v Mliečnej dráhe.
Hoci sa Slnko pohybuje v rovine Mliečnej dráhy vo vzdialenosti 25 000 až 27 000 svetelných rokov od stredu, smery dráh planét slnečnej sústavy nie sú zarovnané s rovinou galaxie.
Toto je štatistika hviezd v našej Galaxii. Existuje veľa detailov, nuancií a trikov, ktoré budeme ignorovať - napríklad zmena hustoty v závislosti od toho, či sme v špirálovitom ramene alebo nie; skutočnosť, že viac hviezd sa nachádza bližšie k stredu ako bližšie k okraju (a naše Slnko je v polovici k okraju); sklon obežných dráh slnečnej sústavy vo vzťahu k galaktickému disku; malé zmeny, v závislosti od toho, či sme uprostred galaktickej roviny alebo nie … Ale môžeme ich ignorovať, pretože iba pomocou vyššie uvedených množstiev môžeme vypočítať, ako často hviezdy galaxie prichádzajú do určitej vzdialenosti od nášho Slnka, a preto ako často sa dajú očakávať blízke stretnutia alebo rôzne strety.
Propagačné video:
Vzdialenosti medzi Slnkom a mnohými blízkymi hviezdami sú presné, ale každá hviezda - aj najväčšia z nich - by mala byť v mierke menšia ako jedna milióntina pixelu.
Túto hodnotu vypočítavame veľmi jednoducho - vypočítavame hustotu hviezd, prierez, ktorý nás zaujíma (určený tým, ako blízko chcete, aby hviezda prišla k našej) a rýchlosť, ktorou sa hviezdy pohybujú relatívne k sebe, a potom všetko vynásobíme do získať počet zrážok za jednotku času. Tento spôsob počítania kolízií je vhodný pre všetko od fyziky častíc po fyziku kondenzovaných látok (pre odborníkov je to v zásade model Drude) a rovnako vhodný pre astrofyziku. Ak predpokladáme, že v Mliečnej ceste existuje 200 miliárd hviezd, že hviezdy sú rovnomerne rozmiestnené po disku (ignorujúc vydutie) a že hviezdy sa pohybujú navzájom k sebe rýchlosťou 20 km / s, potom vynesením závislosti počtu interakcií na vzdialenosti od Slnka dostaneme nasledujúce:
Graf znázorňujúci, ako často hviezdy v Mliečnej dráhe prejdú určitú vzdialenosť od Slnka. Graf je logaritmický pre obe osi, os y je vzdialenosť a os x - typické očakávania tejto udalosti v rokoch.
Hovorí, že v priemere možno za celú históriu vesmíru očakávať, že najbližšia vzdialenosť, do ktorej sa iná hviezda priblíži k Slnku, bude 500 AU, alebo asi desaťkrát ďalej ako vzdialenosť od Slnka k Pluto. Tiež naznačuje, že raz za miliardu rokov sa dá očakávať, že sa k nám blíži hviezda vo vzdialenosti 1 500 AU, čo je blízko okraja rozptýleného Kuiperovho pásu. A častejšie, asi raz za 300 000 rokov, hviezda prejde od nás vo vzdialenosti rádového roka.
Logaritmické znázornenie slnečnej sústavy siahajúce až k najbližším hviezdam ukazuje, ako ďaleko siahajú kuiperský pás a Oortova oblak.
To je určite dobré pre dlhodobú stabilitu planét v našej slnečnej sústave. Z toho vyplýva, že v priebehu 4,5 miliardy rokov existencie našej slnečnej sústavy je pravdepodobnosť, že sa hviezda priblíži k niektorej z našich planét vo vzdialenosti rovnajúcej sa vzdialenosti od Slnka k Pluto, približne 1 z 10 000; šanca, že hviezda sa priblíži k Slnku vo vzdialenosti, ktorá sa rovná vzdialenosti od Slnka k Zemi (čo by výrazne narušilo obežnú dráhu a viedlo k vyvrhnutiu zo systému), je menšia ako 1 z 1 000 000 000. To znamená, že pravdepodobnosť prejdenia okolo iná hviezda z galaxie, ktorá by nám mohla spôsobiť vážne nepríjemnosti, je veľmi nízka. V vesmírnej lotérii nestratíme - je veľmi nepravdepodobné, že keďže sa zatiaľ nič nestalo, v dohľadnej budúcnosti sa niečo stane.
Obežné dráhy vnútornej a vonkajšej planéty dodržiavajúce Keplerove zákony. Šanca, že hviezda prejde v malej vzdialenosti od nás, a dokonca aj vo vzdialenosti porovnateľnej so vzdialenosťou od Pluta, je veľmi malá.
Ale prípady prechodu hviezdy cez Oortov oblak (nachádzajúci sa 1,9 svetelných rokov od Slnka), v dôsledku čoho boli narušené obežné dráhy veľkého počtu ľadových telies, sa za tento čas malo nahromadiť okolo 40 000. S takým priechodom hviezdy slnečnou sústavou sa odohráva veľa zaujímavých vecí., pretože sa tu zbližujú dva faktory:
Oort cloudové objekty sú veľmi slabo napojené na slnečnú sústavu, takže aj malý gravitačný tlak môže výrazne zmeniť ich obežnú dráhu.
Hviezdy sú veľmi masívne, takže aj keď hviezda cestuje vo vzdialenosti od objektu, ktorý sa rovná vzdialenosti od nej k Slnku, môže ju dosť ťažko kopnúť, aby sa mohla zmeniť jej dráha.
Z toho vyplýva, že zakaždým, keď sa priblížime k padajúcej hviezde, riziko sa zvyšuje, napríklad po niekoľkých miliónoch rokoch sa môžeme stretnúť s objektom z Oortovho oblaku.
Kuiperov pás obsahuje najväčší počet objektov v slnečnej sústave, ale vzdialenejší a slabší Oortov oblak obsahuje nielen viac objektov - je tiež náchylnejší na rušenie z prechádzajúcej hmoty ako iná hviezda. Všetky cloudové objekty Kuiper a Oort sa pohybujú extrémne nízkymi rýchlosťami v porovnaní so Slnkom.
Inými slovami, neuvidíme výsledky dopadu prechádzajúcej hviezdy na ľadové telá podobné kométom, ktoré prípadne spadnú do slnečnej sústavy, kým asi 20 za sebou idúcich hviezd neprejde dosť blízko k našim! Toto je problém, pretože od posledného hviezdneho systému je Scholzova hviezda (ktorá prešla pred 70 000 rokmi) už vzdialená 20 svetelných rokov. Z tejto analýzy však možno dospieť k optimistickému záveru: čím lepšia je naša mapa hviezd a ich pohybov vzdialená 500 svetelných rokov od nás, tým lepšie dokážeme predpovedať, kde a kedy sa objavia nekontrolované objekty Oortovho oblaku. A ak sa obávame ochrany planéty pred predmetmi vrhnutými do nášho systému prechádzaním hviezd, potom je získanie týchto znalostí zrejmým ďalším krokom.
WISEPC J045853,90 + 643451,9, zelená bodka je prvý ultramodrý hnedý trpaslík objavený pomocou prieskumníka Wide-Field Infrared Survey Explorer alebo WISE (Wide-Field Infrared Survey Explorer). Táto hviezda sa nachádza 20 svetelných rokov od nás. Ak chcete študovať celú oblohu a nájsť všetky hviezdy, ktoré by mohli prechádzať blízko Slnka a privádzať búrky do Oortovho oblaku, pozrite sa na 500 svetelných rokov.
Vyžaduje si to budovanie širokouhlých ďalekohľadov schopných vidieť slabé hviezdy na veľké vzdialenosti. Misia WISE sa stala prototypom takejto techniky, ale vzdialenosť, v ktorej je schopná vidieť najmenšie hviezdy, tj hviezdy najbežnejšieho typu, je značne obmedzená svojou veľkosťou a dobou pozorovania. Infračervený vesmírny ďalekohľad, ktorý pozoruje celú oblohu, by mohol označiť naše okolie, povedať nám o tom, čo k nám môže prísť, ako dlho to trvá, z ktorých smerov a ktoré hviezdy spôsobili poruchy medzi objektmi Oortovho oblaku. Gravitačné interakcie sa objavujú neustále, a to aj napriek obrovským vzdialenostiam medzi hviezdami vo vesmíre; Oortov oblak je obrovský a my máme veľmi dlhú dobu, aby objekty odtiaľto preleteli okolo nás a nejako nás ovplyvnili. Všetko sa stane za dosť dlhý časčo si dokážete predstaviť.
Alexander Kolesnik