For 70.000 år siden passerede et par brune dværge kendt som Scholzs stjerne, beliggende lige ved brusefusionsspidsen i deres kerner, gennem solsystemets Oort-sky. I modsætning til stjernerne på denne illustration var de ikke synlige for det menneskelige øje.
Vi er vant til at tænke på vores solsystem som et stabilt, fredeligt sted. Naturligvis lærer vi fra tid til anden, at planeter og andre himmellegemer sparkede en komet eller asteroide, men for det meste forbliver alt konstant. Selv en sjælden interstellar besøgende bærer ikke meget risiko, i det mindste ikke for integriteten af en verden som vores. Men hele vores solsystem kredser gennem galaksen, hvilket betyder, at det har hundreder af milliarder chancer for tæt interaktion med en anden stjerne. Hvor ofte sker dette faktisk, og hvad er de potentielle konsekvenser af dette? Vores læser stiller et spørgsmål:
Mulighederne spænder fra rutinehændelser, hvor flere objekter i Oort-skyen går ud af deres måde til katastrofale kollisioner med en planet eller dens udsprøjtning fra systemet. Lad os se, hvad der faktisk sker.
Et tæthedskort over Mælkevejen og den omgivende himmel, som tydeligt viser Mælkevejen, de store og små magellanske skyer, og hvis man ser nøje på, NGC 104 til venstre for Lille sky, NGC 6205 lige over og til venstre for den galaktiske kerne og NGC 7078 lige under. I alt indeholder Mælkevejen omkring 200 milliarder stjerner.
Vores bedste estimat er, at Mælkevejen indeholder 200 til 400 milliarder stjerner. Og selvom stjerner kommer i meget forskellige størrelser og masser, er de fleste af dem (3 ud af hver 4) røde dværge: fra 8% til 40% af solens masse. Størrelsen på disse stjerner er mindre end solen: i gennemsnit ca. 25% af solens diameter. Vi ved også nogenlunde størrelsen på Mælkevejen: det er en disk, der er ca. 2.000 lysår tyk og 100.000 lysår i diameter, med en central bule med en radius på 5.000-8.000 lysår.
Endelig i forhold til Solen bevæger en typisk stjerne sig med en hastighed på 20 km / s: ca. 1/10 af den hastighed, som Solen (og alle stjerner) kredser om i Mælkevejen.
Selvom Solen bevæger sig i planet for Mælkevejen i en afstand af 25.000 til 27.000 lysår fra centrum, er retningerne på banerne i solsystemets planeter ikke på linje med galaksens plan.
Dette er statistikken for stjernerne i vores Galaxy. Der er mange detaljer, nuancer og tricks, som vi vil ignorere - såsom ændringen i densitet afhængigt af om vi er i spiralarmen eller ikke; det faktum, at flere stjerner er placeret tættere på midten end tættere på kanten (og vores sol er halvvejs til kanten); hældningen af solsystemets kredsløb i forhold til den galaktiske disk; små ændringer, afhængigt af om vi er midt i det galaktiske plan eller ikke … Men vi kan ignorere dem, fordi kun ved at bruge de ovennævnte mængder kan vi beregne, hvor ofte Galaxy's stjerner kommer inden for en bestemt afstand til vores Sol, og derfor hvor ofte der kan forventes nære møder eller forskellige sammenstød.
Salgsfremmende video:
Afstanderne mellem Solen og mange af de nærliggende stjerner er nøjagtige, men hver stjerne - selv den største af dem - ville være mindre end en milliondel af en pixel i diameter til skala.
Vi beregner denne værdi meget enkelt - vi beregner tætheden af stjerner, tværsnittet af interesse for os (bestemt af hvor tæt du ønsker, at stjernen skal komme til vores), og den hastighed, hvormed stjernerne bevæger sig i forhold til hinanden, og derefter multiplicerer vi alt dette til få antallet af kollisioner pr. tidsenhed. Denne metode til at tælle antallet af kollisioner er velegnet til alt fra partikelfysik til kondenseret stoffysik (for eksperter er dette i det væsentlige Drude-modellen), og det gælder lige så godt astrofysik. Hvis vi antager, at der er 200 milliarder stjerner i Mælkevejen, at stjernerne er jævnt fordelt over disken (ignorerer udbuelsen), og at stjernerne bevæger sig i forhold til hinanden med en hastighed på 20 km / s, får vi ved at plotte afhængigheden af antallet af interaktioner på afstanden til Solen følge:
En graf, der viser, hvor ofte stjernerne i Mælkevejen vil passere en bestemt afstand fra solen. Grafen er logaritmisk på begge akser, y-aksen er afstanden og x-aksen - typisk forventning til denne begivenhed i år.
Han siger, at man i gennemsnit over hele universets historie kan forvente, at den nærmeste afstand, som en anden stjerne nærmer sig Solen, vil være 500 AU, eller cirka ti gange længere end afstanden fra Solen til Pluto. Han foreslår også, at en gang hvert milliard år kan en stjerne forventes at nærme sig os i en afstand af 1500 AU, som er tæt på kanten af det spredte Kuiper-bælte. Og oftere, cirka én gang hvert 300.000 år, vil en stjerne passere i en afstand af størrelsesordenen et lysår fra os.
Den logaritmiske repræsentation af solsystemet, der strækker sig til de nærmeste stjerner, viser, hvor langt Kuiper-bæltet og Oort-skyer strækker sig.
Dette er bestemt godt for den langsigtede stabilitet af planeterne i vores solsystem. Det følger heraf, at over 4,5 milliarder års eksistens af vores solsystem, er chancerne for, at en stjerne nærmer sig enhver af vores planeter i en afstand, der er lig med afstanden fra Solen til Pluto, ca. 1 ud af 10.000; chancerne for, at en stjerne vil nærme sig Solen i en afstand, der er lig med afstanden fra Solen til Jorden (hvilket i høj grad vil forstyrre bane og føre til en udkast fra systemet) er mindre end 1 ud i 1.000.000.000. Dette betyder, at sandsynligheden for at gå forbi os en anden stjerne fra galaksen, som kunne forårsage os alvorlige ulemper, er frygtelig lav. Vi mister ikke i rumlotteriet - det er meget usandsynligt, at da der ikke er sket noget endnu, vil der ske noget i en overskuelig fremtid.
Baner af indre og ydre planeter, der adlyder Keplers love. Chancerne for, at stjernen vil passere i en lille afstand fra os, og selv i en afstand, der kan sammenlignes med afstanden til Pluto, er ekstremt små.
Men tilfældene med passage af en stjerne gennem Oort-skyen (beliggende 1,9 lysår fra solen), som et resultat af hvilke banerne i et stort antal islegemer blev forstyrret, i løbet af denne periode skulle cirka 40.000 have samlet sig. Med en sådan passage af en stjerne gennem solsystemet, sker der mange interessante ting., da to faktorer konvergerer her:
Oort skyobjekter er meget svagt forbundet med solsystemet, så selv et meget lille tyngdekraft kan ændre deres bane markant.
Stjerner er meget massive, så selv hvis en stjerne passerer i en afstand fra et objekt, der er lig med afstanden fra det til solen, vil det være i stand til at sparke den hårdt nok til at ændre sin bane.
Det følger heraf, at hver gang vi kommer tæt på en forbipasserende stjerne, øges risikoen for, at vi for eksempel siger flere millioner år efter, at vi kan kollidere med en genstand fra Oort-skyen.
Kuiper-bæltet indeholder det største antal objekter i solsystemet, men den længere og svagere Oort-sky indeholder ikke kun flere objekter - den er også mere modtagelig for forstyrrelser fra en forbipasserende masse, såsom en anden stjerne. Alle Kuiper-bælter og Oort-skyobjekter bevæger sig i ekstremt lave hastigheder i forhold til Solen.
Med andre ord, vi vil ikke se resultaterne af indvirkningen af en forbipasserende stjerne på iskolde kometlignende kroppe, som muligvis vil falde i solsystemet, før ca. 20 på hinanden følgende stjerner er gået tæt nok til vores! Dette er et problem, da det sidste stjernesystem, Scholz's stjerne (der gik for 70.000 år siden) allerede er 20 lysår væk. Imidlertid kan en optimistisk konklusion drages fra denne analyse: jo bedre vores kort over stjerner og deres bevægelser, der ligger 500 lysår fra os, jo bedre kan vi forudsige, hvor og hvornår de ukontrollerede objekter i Oort-skyen vises. Og hvis vi er bekymrede for at beskytte planeten mod genstande, der kastes ind i vores system ved at passere stjerner, er erhvervelsen af sådan viden det åbenlyse næste trin.
WISEPC J045853.90 + 643451.9, den grønne prik er den første ultrakaldte brune dværg opdaget af Wide-Field Infrared Survey Explorer eller WISE (Wide-Field Infrared Survey Explorer). Denne stjerne ligger 20 lysår fra os. For at studere hele himlen og finde alle de stjerner, der kunne passere nær solen og bringe storme til Oort-skyen, ville det tage et kig på 500 lysår.
Dette kræver bygning af vidvinkelteleskoper, der er i stand til at se svage stjerner i store afstande. WISE-missionen blev prototypen på en sådan teknik, men afstanden, hvorpå den er i stand til at se de svageste stjerner, det vil sige stjernerne af den mest almindelige type, er i høj grad begrænset af dens størrelse og observationstid. Et infrarødt rumteleskop, der observerer hele himlen, kunne markere vores omgivelser, fortælle os om, hvad der kan komme til os, hvor lang tid det tager, fra hvilke retninger og hvilke stjerner der har forårsaget forstyrrelser blandt objekterne i Oort-skyen. Gravitationsinteraktioner forekommer konstant, selv på trods af den enorme afstand mellem stjernerne i rummet; Oort skyen er enorm, og vi har meget lang tid på, at objekter derfra flyver forbi os og på en eller anden måde påvirker os. Alt vil ske i længe nok tidhvad du kan forestille dig.
Alexander Kolesnik