70 000 évvel ezelőtt egy Scholz csillagnak nevezett barna törpe, amely csak magjában a hidrogénfúzió csúcsán található, áthaladt a Naprendszer Oort-felhőjén. Az ábrán látható csillagokkal ellentétben nem voltak láthatóak az emberi szem számára.
Megszoktuk, hogy a naprendszerünkről stabil, békés helyre gondoljunk. Természetesen időről időre megtanuljuk, hogy a bolygók és más égitestek üstökösöt vagy aszteroidát rúgtak, de a legtöbbjük állandó. Még a ritka csillagközi látogatók sem hordoznak nagy kockázatot, legalábbis nem egy olyan világ integritását illetően, mint a miénk. De az egész Naprendszerünk kering a galaxison, ami azt jelenti, hogy több milliárd milliárd esélye van egy szoros kölcsönhatásra egy másik csillaggal. Milyen gyakran történik ez valójában, és milyen lehetséges következményei vannak ennek? Olvasóink kérdést tesz fel:
A lehetőségek a szokásos eseményektől kezdve, amikor az Oort-felhőben számos objektum elhagyja útját, egészen a bolygó katasztrofális ütközéséig vagy annak kidobásáig a rendszerből. Lássuk, mi történik valójában.
A Tejút és a környező ég sűrűségi térképe, amely egyértelműen megmutatja a Tejútot, a Nagy és Kis Magellán felhőket, és ha közelebbről nézünk, az NGC 104 a Kicsi Felhőtől balra, az NGC 6205 közvetlenül a galaktikus mag felett és balra, az NGC 7078 pedig közvetlenül alatta. Összességében a Tejút körülbelül 200 milliárd csillagot tartalmaz.
Legjobb becslésünk szerint a Tejút 200–400 milliárd csillagot tartalmaz. És bár a csillagok nagyon különböző méretű és tömegűek, a többségük (minden 4-ből 3) vörös törpék: a Nap tömegének 8–40% -a. Ezeknek a csillagoknak a mérete kisebb, mint a Napé: átlagosan a Nap átmérőjének körülbelül 25% -a. Körülbelül tudjuk a Tejút méretét is: ez egy körülbelül 2000 fényév vastag és 100 000 fényév átmérőjű lemez, amelynek központi duzzadása 5000-8000 fényév sugarú.
Végül, a Naphoz viszonyítva, egy tipikus csillag 20 km / s sebességgel mozog: annak a sebességnek körülbelül 1/10-ig, amellyel a Nap (és az összes csillag) kering a Tejútban.
Noha a Nap a Tejút síkjában mozog, a közepétől 25 000 - 27 000 fényév távolságban, a Naprendszer bolygóinak keringési iránya nem igazodik a galaxis síkjához.
Ez a galaxisunk csillagainak statisztikája. Sok részlet, árnyalatok és trükkök vannak, amelyeket figyelmen kívül hagyunk - például a sűrűség változása attól függően, hogy spirálkarban vagyunk, vagy sem; az a tény, hogy több csillag közelebb van a központhoz, mint közelebb a szélhez (és a Napunk félúton van a széléhez); a Naprendszer pályáinak dőlése a galaktikus koronghoz képest; apró változások, attól függően, hogy a galaktikus sík közepén vagyunk, vagy sem … De figyelmen kívül hagyhatjuk őket, mert csak a fenti mennyiségek felhasználásával számolhatjuk meg, hogy a Galaxis csillagai milyen gyakran érkeznek egy meghatározott távolságra a Napunktól, és ezért milyen gyakran várhatók közeli találkozók vagy különféle összecsapások.
Promóciós videó:
A távolság a Nap és a sok közeli csillag között pontos, de minden csillag - még a legnagyobb is - kisebb lenne, mint egy pixel átmérőjének egymilliomod része.
Ezt az értéket nagyon egyszerűen kiszámoljuk - kiszámítjuk a csillagok sűrűségét, az érdeklődésre kerülő keresztmetszetét (az határozza meg, hogy milyen közel akarod elérni a csillagot a miénkhez), és azt a sebességet, amellyel a csillagok egymáshoz viszonyítva mozognak, majd ezt megszorozzuk kapja meg az egységenkénti ütközések számát. Az ütközések számának ez a módszer mindenre alkalmas, a részecskefizikától a kondenzált anyag fizikáig (a szakértők számára ez alapvetően a Drude modell), és ugyanúgy vonatkozik az asztrofizikára. Ha feltételezzük, hogy a Tejútban 200 milliárd csillag van, a csillagok egyenletesen oszlanak el a lemezen (figyelmen kívül hagyva a hullámot), és a csillagok egymáshoz viszonyítva 20 km / s sebességgel mozognak, akkor az interakciók számának függvényét ábrázolva a Naptól való távolságtól, következő:
Grafikon, amely megmutatja, hogy a Tejút csillagai milyen gyakran haladnak meg egy bizonyos távolságot a Naptól. A grafikon mindkét tengelyen logaritmikus, az y tengely a távolság, és az x tengely - az esemény tipikus várakozása években.
Azt mondja, hogy az egész világegyetem történetében átlagosan arra számíthat, hogy a legközelebbi távolság, amelyhez egy másik csillag közeledik a Naphoz, 500 AU, vagy körülbelül tízszer nagyobb, mint a Nap és Plutó közötti távolság. Azt is javasolja, hogy milliárd évente várható, hogy egy csillag megközelítsen minket 1500 AU távolságra, amely közel van a szétszórt Kuiper öv széléhez. És gyakrabban, kb. 300 000 évben egy csillag egy fényév nagyságrendű távolságra halad el tőlünk.
A Naprendszer logaritmikus ábrázolása, amely a legközelebbi csillagokig terjed, megmutatja, hogy meddig terjednek a Kuiperi öv és az Oort felhők.
Ez határozottan jó a Naprendszerünk bolygóinak hosszú távú stabilitására. Ebből következik, hogy a Naprendszerünk több mint 4,5 milliárd éves fennállása esetén annak esélye, hogy egy csillag bármelyik bolygónkhoz megközelíti egy olyan távolságot, amely megegyezik a Nap és Pluton közötti távolsággal, körülbelül 1: 10 000; annak esélye, hogy egy csillag megközelíti a Napot, olyan távolságon, amely megegyezik a Nap és a Föld közötti távolsággal (ami nagymértékben megzavarhatja a pályát, és a rendszerből kilökődik) kevesebb, mint 1/1 000 000 000. Ez azt jelenti, hogy a nekünk egy másik csillag a galaxisból, amely komoly kényelmetlenséget okozhat nekünk, borzasztóan alacsony. Nem fogunk veszíteni a világűr-lottón - nagyon valószínűtlen, hogy mivel még nem történt esemény, a belátható jövőben valami történik.
A belső és a külső bolygók pályái, amelyek betartják a Kepler törvényeit. Rendkívül kicsi annak esélye, hogy a csillag egy kis távolságra haladjon tőlünk és még olyan távolban is, mint a Plútóval való távolság.
De azokban az esetekben, amikor egy csillag áthaladt az Oort-felhőn (1,9 fényévnyire van a Naptól), amelynek eredményeként hatalmas számú jégtest keringési pályái megszakadtak, ezen idő alatt kb. 40 000-ig kellett felhalmozódni. A csillag ilyen áthaladásával a Naprendszerben sok érdekes dolog történhet., mivel itt két tényező konvergál:
Az oort felhő tárgyai nagyon gyengén kapcsolódnak a Naprendszerhez, így még egy nagyon kis gravitációs nyomás is jelentősen megváltoztathatja pályájukot.
A csillagok nagyon hatalmasak, tehát akkor is, ha egy csillag egy objektumtól olyan távolba halad, amely megegyezik a Naptól való távolsággal, elég erősen rúghatja azt, hogy pályája megváltozzon.
Ebből következik, hogy minden alkalommal, amikor közel állunk az elhaladó csillaghoz, növekszik a kockázat, hogy, mondjuk, több millió évvel később ütközhetünk egy objektummal az Oort-felhőből.
A Kuiperi öv a legtöbb objektumot tartalmazza a Naprendszerben, de a távolabbi és a lágyabb Oort-felhő nem csak több objektumot tartalmaz - érzékenyebb az áthaladó tömeg zavaraira, például egy másik csillagra. Az összes Kuiperi öv és Oort felhő tárgy rendkívül alacsony sebességgel mozog a Naphoz képest.
Más szavakkal, nem látjuk az elhaladó csillag jeges üstökös-szerű testre gyakorolt hatásának eredményeit, amelyek valószínűleg beleesnek a Naprendszerbe, amíg körülbelül 20 egymást követő csillag nem halad át elég közel a miénkhez! Ez problémát jelent, mivel az utolsó csillagrendszer, Scholz csillaga (amely 70 000 évvel ezelőtt telt el) már 20 fényévre van. Ezen elemzés alapján azonban optimistát lehet levonni: minél jobb a csillagok és azok mozgásának térképünk, amely 500 fényévnyire van tőlünk, annál jobban tudjuk megjósolni, hol és mikor jelennek meg az Oort-felhő ellenőrizetlen tárgyai. És ha aggódunk attól, hogy megóvjuk a bolygót a rendszereinkbe csillagok átadásával dobott tárgyak ellen, akkor az ilyen ismeretek megszerzése a nyilvánvaló következő lépés.
WISEPC J045853.90 + 643451.9, a zöld pont az első ultrakeverős törpe, amelyet a Wide (Field-Infrared Survey Explorer), vagy a WISE (Wide (Field-Infrared Survey Survey)) fedez fel. Ez a csillag 20 fényévnyire van tőlünk. Az egész égbolt tanulmányozásához és az összes olyan csillag megtalálásához, amelyek áthaladhatnak a Nap közelében és viharokat hozhatnak az Oort-felhőbe, 500 fényévre lenne szükség.
Ehhez nagylátószögű távcsöveket kell építeni, amelyek képesek nagy távolságokra látni a halvány csillagokat. A WISE küldetés vált egy ilyen technika prototípusává, de a távolság, amelyen a leggyengébb csillagokat, azaz a leggyakoribb típusú csillagokat látja, nagyban korlátozza méretét és megfigyelési idejét. Az egész égboltot megfigyelő infravörös távcső megjelölheti környezetünket, elmondhatja nekünk, hogy mi jöhet hozzánk, mennyi ideig tart, milyen irányból, és milyen csillagok okoztak zavart az Oort-felhő tárgyai között. A gravitációs kölcsönhatások folyamatosan zajlanak, még az űrben lévő csillagok közötti hatalmas távolságok ellenére is; az Oort felhő hatalmas, és nagyon hosszú időnk van arra, hogy onnan érkező tárgyak repüljenek elénk, és valamilyen módon befolyásoljanak bennünket. Minden elég hosszú idő alatt megtörténikamit el tudsz képzelni.
Alexander Kolesnik