70.000 tahun yang lalu, sepasang kerdil coklat yang dikenali sebagai bintang Scholz, yang terletak tepat di puncak pelakuran hidrogen di teras mereka, melewati awan Oort Sistem Suria. Tidak seperti bintang dalam ilustrasi ini, mereka tidak dapat dilihat oleh mata manusia.
Kita terbiasa memikirkan sistem suria kita sebagai tempat yang aman dan damai. Sudah tentu, dari semasa ke semasa kita mengetahui bahawa planet dan benda langit lain menendang beberapa komet atau asteroid, tetapi sebahagian besarnya, semuanya tetap berterusan. Bahkan pelawat antara bintang yang jarang berlaku tidak membawa banyak risiko, sekurang-kurangnya bukan untuk integriti dunia seperti kita. Tetapi seluruh sistem suria kita mengorbit melalui galaksi, yang bermaksud bahawa ia mempunyai beratus-ratus bilion peluang untuk berinteraksi rapat dengan bintang lain. Seberapa kerap perkara ini berlaku dan apakah kemungkinan akibatnya? Pembaca kami mengemukakan soalan:
Peluang berkisar dari insiden rutin di mana beberapa objek di awan Oort keluar dari jalan mereka, hingga bencana - bertembung dengan planet atau pelepasannya dari sistem. Mari lihat apa yang sebenarnya berlaku.
Peta kepadatan Bima Sakti dan langit sekitarnya, yang menunjukkan dengan jelas Bima Sakti, Awan Magellan Besar dan Kecil, dan jika anda melihat dengan dekat, NGC 104 di sebelah kiri Awan Kecil, NGC 6205 tepat di atas dan di sebelah kiri teras galaksi, dan NGC 7078 di bawah. Secara keseluruhan, Bima Sakti mengandungi kira-kira 200 bilion bintang.
Anggaran terbaik kami adalah bahawa Bima Sakti mengandungi 200 bilion hingga 400 bilion bintang. Dan walaupun bintang mempunyai ukuran dan jisim yang sangat berbeza, kebanyakan dari mereka (3 dari setiap 4) adalah kerdil merah: dari 8% hingga 40% jisim Matahari. Ukuran bintang-bintang ini lebih kecil daripada matahari: secara purata, kira-kira 25% dari diameter Matahari. Kami juga secara kasar mengetahui ukuran Bima Sakti: ia adalah cakera setebal 2.000 tahun cahaya dan diameter 100,000 tahun cahaya, dengan tonjolan pusat dengan radius 5.000-8.000 tahun cahaya.
Akhirnya, berbanding dengan Matahari, bintang khas bergerak dengan kelajuan 20 km / s: kira-kira 1/10 kelajuan dengan mana Matahari (dan semua bintang) mengorbit Bima Sakti.
Walaupun Matahari bergerak di bidang Bima Sakti pada jarak 25.000 hingga 27.000 tahun cahaya dari pusat, arah orbit planet-planet Tata Surya tidak sejajar dengan bidang galaksi.
Ini adalah statistik untuk bintang-bintang di Galaxy kami. Terdapat banyak perincian, nuansa dan trik yang akan kita abaikan - seperti perubahan ketumpatan bergantung pada sama ada kita berada di lengan lingkaran atau tidak; hakikat bahawa lebih banyak bintang terletak lebih dekat ke pusat daripada lebih dekat ke tepi (dan Matahari kita berada di tengah jalan); kecenderungan orbit sistem suria berhubung dengan cakera galaksi; perubahan kecil, bergantung pada sama ada kita berada di tengah-tengah satah galaksi atau tidak … Tetapi kita boleh mengabaikannya kerana hanya dengan menggunakan kuantiti di atas membolehkan kita mengira berapa kerap bintang-bintang Galaxy berada dalam jarak tertentu ke Matahari kita, dan oleh itu berapa kerap pertemuan yang rapat atau pelbagai pertembungan dapat dijangkakan.
Video promosi:
Jarak antara Matahari dan banyak bintang berdekatan adalah tepat, tetapi setiap bintang - bahkan yang terbesar - akan berukuran kurang dari sepersepuluh piksel berdiameter.
Kami mengira nilai ini dengan sederhana - kami mengira ketumpatan bintang, keratan rentas yang menarik bagi kami (ditentukan oleh seberapa dekat anda mahu bintang itu datang kepada kami), dan kelajuan bintang bergerak antara satu sama lain, dan kemudian kita mengalikan semua ini menjadi dapatkan jumlah perlanggaran per unit masa. Kaedah penghitungan jumlah perlanggaran ini sesuai untuk semua perkara mulai dari fizik zarah hingga fizik jirim pekat (bagi para pakar, ini pada dasarnya adalah model Drude), dan sama seperti yang berlaku untuk astrofizik. Sekiranya kita menganggap bahawa terdapat 200 bilion bintang di Bima Sakti, bahawa bintang-bintang diagihkan secara merata ke atas cakera (mengabaikan tonjolan), dan bahawa bintang-bintang bergerak satu sama lain dengan kelajuan 20 km / s, maka dengan merencanakan pergantungan jumlah interaksi pada jarak ke Matahari, kita akan mendapat berikut:
Grafik yang menunjukkan seberapa kerap bintang-bintang di Bima Sakti akan melewati jarak tertentu dari Matahari. Grafik adalah logaritma pada kedua paksi, paksi-y adalah jarak, dan paksi-x - jangkaan khas peristiwa ini selama bertahun-tahun.
Dia mengatakan bahawa, rata-rata, sepanjang sejarah Alam Semesta, seseorang dapat menjangkakan bahawa jarak terdekat dengan bintang lain yang menghampiri Matahari adalah 500 AU, atau sekitar sepuluh kali lebih jauh dari jarak dari Matahari ke Pluto. Dia juga menunjukkan bahawa sekali setiap miliar tahun, bintang diharapkan dapat mendekati kita pada jarak 1500 AU, yang dekat dengan pinggir tali pinggang Kuiper yang tersebar. Dan lebih kerap, kira-kira sekali setiap 300,000 tahun, bintang akan berlalu pada jarak urutan tahun cahaya dari kita.
Perwakilan logaritma sistem suria, meluas ke bintang terdekat, menunjukkan sejauh mana tali pinggang Kuiper dan awan Oort memanjang.
Ini pasti baik untuk kestabilan jangka panjang planet di sistem suria kita. Ini menunjukkan bahawa lebih dari 4.5 bilion tahun keberadaan sistem suria kita, kemungkinan bintang akan mendekati mana-mana planet kita pada jarak yang sama dengan jarak dari Matahari ke Pluto adalah sekitar 1 dari 10.000; kemungkinan bintang akan mendekati Matahari pada jarak yang sama dengan jarak dari Matahari ke Bumi (yang akan mengganggu orbit dan menyebabkan pelepasan dari sistem) adalah kurang dari 1 dalam 1.000.000.000. Ini bermaksud bahawa kemungkinan berlalu kami bintang lain dari galaksi, yang boleh menyebabkan kesulitan serius, sangat rendah. Kami tidak akan kalah dalam undian ruang angkasa - sangat tidak mungkin, kerana belum ada yang berlaku, sesuatu akan berlaku pada masa hadapan.
Orbit planet dalam dan luar mematuhi undang-undang Kepler. Kemungkinan bintang akan berlalu pada jarak kecil dari kita, dan bahkan pada jarak yang sebanding dengan jarak ke Pluto, sangat kecil.
Tetapi kes-kes berlalunya bintang melalui awan Oort (terletak 1,9 tahun cahaya dari Matahari), akibatnya orbit sejumlah besar badan ais terganggu, selama ini kira-kira 40.000 terkumpul. Dengan berlalunya bintang melalui sistem suria, banyak perkara menarik berlaku., kerana dua faktor berkumpul di sini:
Objek awan Oort tersambung dengan lemah ke sistem suria, jadi walaupun tekanan graviti yang sangat kecil dapat mengubah orbitnya dengan ketara.
Bintang sangat besar, jadi walaupun bintang bergerak pada jarak dari objek yang sama dengan jarak dari Matahari, ia dapat menendangnya cukup keras agar orbitnya berubah.
Ini menunjukkan bahawa setiap kali kita mendekati bintang yang lewat, risikonya meningkat sehingga, misalnya, beberapa juta tahun setelah itu, kita mungkin bertabrakan dengan objek dari awan Oort.
Sabuk Kuiper mengandungi jumlah objek terbesar dalam sistem suria, tetapi awan Oort yang lebih jauh dan lebih lemah tidak hanya mengandungi lebih banyak objek - ia juga lebih rentan terhadap gangguan dari jisim yang lewat seperti bintang lain. Semua objek awan Kuiper belt dan Oort bergerak pada kelajuan yang sangat rendah berbanding dengan Matahari.
Dengan kata lain, kita tidak akan melihat hasil kesan bintang yang lewat pada badan seperti komet yang berais, yang, mungkin, akan jatuh ke dalam sistem suria, sehingga sekitar 20 bintang berturut-turut telah cukup dekat dengan kita! Ini adalah masalah, kerana sistem bintang terakhir, bintang Scholz (yang berlalu 70,000 tahun yang lalu) sudah 20 tahun cahaya. Walau bagaimanapun, kesimpulan yang optimis dapat diambil dari analisis ini: semakin baik peta bintang dan pergerakannya, terletak 500 tahun cahaya dari kita, semakin baik kita dapat meramalkan di mana dan kapan objek awan Oort yang tidak terkawal akan muncul. Dan jika kita prihatin melindungi planet ini dari objek yang dilemparkan ke dalam sistem kita dengan melewati bintang, maka pemerolehan pengetahuan tersebut adalah langkah seterusnya yang jelas.
WISEPC J045853.90 + 643451.9, titik hijau adalah kerdil coklat ultrasold pertama yang ditemui oleh Wide-Field Infrared Survey Explorer, atau WISE (Wide-Field Infrared Survey Explorer). Bintang ini terletak 20 tahun cahaya dari kami. Untuk mengkaji seluruh langit dan mencari semua bintang yang dapat melintas di dekat Matahari dan membawa ribut ke Oort Cloud, perlu melihat 500 tahun cahaya.
Ini memerlukan bangunan teleskop sudut lebar yang mampu melihat bintang samar pada jarak yang jauh. Misi WISE menjadi prototaip teknik seperti itu, tetapi jarak di mana ia dapat melihat bintang-bintang yang samar-samar, iaitu bintang-bintang dari jenis yang paling umum, sangat dibatasi oleh ukuran dan masa pemerhatiannya. Teleskop ruang inframerah, yang mengamati seluruh langit, dapat menandakan persekitaran kita, memberitahu kita tentang apa yang dapat datang kepada kita, berapa lama masa yang diperlukan, dari arah mana, dan bintang mana yang menyebabkan gangguan di antara objek awan Oort. Interaksi graviti berlaku secara berterusan, walaupun jarak antara bintang di ruang angkasa sangat besar; awan Oort sangat besar, dan kami mempunyai masa yang sangat lama untuk objek dari sana terbang melewati kami dan entah bagaimana mempengaruhi kami. Semua akan berlaku dalam jangka masa yang cukup lamaapa yang anda bayangkan.
Alexander Kolesnik
