Prije 70.000 godina, par smeđih patuljaka poznatih kao Scholzova zvijezda, smještenih tik na vrhu vodikove fuzije u njihovim jezgrama, prošao je kroz oblak Oortovog sunčevog sustava. Za razliku od zvijezda na ovoj ilustraciji, one nisu bile vidljive ljudskom oku.
Navikli smo razmišljati o svom sunčevom sustavu kao o stabilnom, mirnom mjestu. Naravno, s vremena na vrijeme saznajemo da su planeti i druga nebeska tijela izbacili neki komet ili asteroid, ali za većinu, sve ostaje konstantno. Čak ni rijedak međuzvjezdani posjetitelj ne nosi puno rizika, barem ne zbog integriteta svijeta poput našeg. Ali naš čitav Sunčev sustav orbitira kroz galaksiju, što znači da ima stotine milijardi šansi za blisku interakciju s drugom zvijezdom. Koliko se često to zapravo događa i koje su potencijalne posljedice toga? Naš čitatelj postavlja pitanje:
Prilike se kreću od rutinskih incidenata u kojima nekoliko objekata iz oblaka Oorta odlazi na put do katastrofalnih sudara s planetom ili njegovog izbacivanja iz sustava. Da vidimo što se zapravo događa.
Karta gustoće Mliječnog puta i okolnog neba koja jasno prikazuje Mliječni put, Veliki i Mali Magelanski oblaci, a ako pogledate izbliza, NGC 104 lijevo od Malog oblaka, NGC 6205 malo iznad i lijevo od galaktičke jezgre, a NGC 7078 malo ispod. Sveukupno, Mliječni put sadrži oko 200 milijardi zvijezda.
Naša najbolja procjena je da Mliječni put sadrži 200 milijardi do 400 milijardi zvijezda. Iako zvijezde dolaze u vrlo različitim veličinama i masama, većina njih (3 od svaka 4) su crveni patuljci: od 8% do 40% mase Sunca. Veličina ovih zvijezda je manja od Sunca: prosječno je oko 25% Sunčevog promjera. Otprilike znamo i veličinu Mliječnog puta: to je disk debljine oko 2000 svjetlosnih godina i promjera 100 000 svjetlosnih godina, s središnjim ispupčenjem s polumjerom od 5000 do 800 000 svjetlosnih godina.
Napokon, u odnosu na Sunce, tipična zvijezda se kreće brzinom od 20 km / s: oko 1/10 brzine kojom Sunce (i sve zvijezde) kruže Mliječnim putem.
Iako se Sunce kreće u ravnini Mliječnog puta na udaljenosti od 25 000 do 27 000 svjetlosnih godina od središta, pravci orbite planeta Sunčevog sustava nisu usklađeni s ravninom galaksije.
Ovo je statistika za zvijezde u našoj Galaksiji. Mnogo je detalja, nijansi i trikova koje ćemo zanemariti - poput promjene gustoće ovisno o tome nalazimo li se u spiralnoj ruci ili ne; činjenica da se više zvijezda nalazi bliže centru nego bliže rubu (a naše je Sunce na pola puta do ruba); nagib orbita Sunčevog sustava u odnosu na galaktički disk; male promjene, ovisno o tome nalazimo li se usred galaktičke ravnine ili ne … Ali možemo ih ignorirati jer samo korištenjem gornjih količina omogućuje izračunavanje koliko često zvijezde Galaksije dolaze na određenoj udaljenosti od našeg Sunca, i stoga koliko se često mogu očekivati bliski susreti ili razni sukobi.
Promotivni video:
Udaljenosti između Sunca i mnogih obližnjih zvijezda točne su, ali svaka zvijezda - čak i najveća od njih - bila bi manja od jednog milijuna milimetara piksela u razmjeru.
Mi izračunavamo ovu vrijednost vrlo jednostavno - izračunavamo gustoću zvijezda, presjek koji nas zanima (određuje se koliko blizu želite da zvijezda dođe do naše) i brzinu kojom se zvijezde kreću u odnosu jedna na drugu, a zatim sve to pomnožimo na dobiti broj sudara po jedinici vremena. Ova metoda brojanja broja sudara pogodna je za sve, od fizike čestica do fizike kondenziranih materija (za stručnjake je to u osnovi Drudeov model), a jednako se dobro odnosi i na astrofiziku. Ako pretpostavimo da na Mliječnom putu postoji 200 milijardi zvijezda, da se zvijezde ravnomjerno raspoređuju na disku (zanemarujući ispupčenje) i da se zvijezde kreću relativno jedna prema drugoj brzinom brzinom od 20 km / s, tada, crtajući ovisnost broja interakcija o udaljenosti do Sunca, dobivamo sljedeće:
Graf koji prikazuje koliko će često zvijezde na Mliječnom putu prijeći određenu udaljenost od Sunca. Graf je na obje osi logaritamski, y-os je udaljenost, a x-osi - tipično očekivanje ovog događaja u godinama.
On kaže da se, u prosjeku, za čitavu povijest Univerzuma može očekivati da će najbliža udaljenost na kojoj se druga zvijezda približava Suncu biti 500 AU, odnosno oko deset puta veća od udaljenosti od Sunca do Plutona. On također sugerira da se jednom svake milijarde godina može očekivati da će se zvijezda približiti nama na udaljenosti od 1500 AU, što je blizu ruba raspršenog Kuiperovog pojasa. A još češće, otprilike jednom svakih 300.000 godina, neka zvijezda će proći na udaljenosti od svjetlosne godine od nas.
Logaritamski prikaz Sunčevog sustava koji se proteže do najbližih zvijezda pokazuje koliko se protežu Kuiperov pojas i Oortovi oblaci.
To je definitivno dobro za dugoročnu stabilnost planeta u našem sunčevom sustavu. Iz toga proizlazi da su tijekom 4,5 milijardi godina postojanja našeg Sunčevog sustava šanse da se neka zvijezda približi bilo kojem od naših planeta na udaljenosti jednakoj udaljenosti od Sunca do Plutona otprilike 1 od 10 000; šanse da se zvijezda približi Suncu na udaljenosti jednakoj udaljenosti od Sunca do Zemlje (što bi uvelike poremetilo njenu orbitu i dovelo do izbacivanja iz sustava) je manje od 1 na 1.000.000.000. To znači da je vjerojatnost prolaska pored još jedna zvijezda iz galaksije, koja bi nam mogla uzrokovati ozbiljne neugodnosti, užasno je mala. Nećemo izgubiti u svemirskoj lutriji - vrlo je malo vjerojatno da će se, budući da se još ništa nije dogodilo, nešto dogoditi u doglednoj budućnosti.
Orbite unutarnje i vanjske planete u skladu s Keplerovim zakonima. Šanse da će zvijezda proći na nekoj maloj udaljenosti od nas, pa čak i na udaljenosti usporedivoj s udaljenošću do Plutona, izuzetno su male.
Ali slučajevi prolaska neke zvijezde kroz Oortov oblak (nalazi se 1,9 svjetlosnih godina od Sunca), uslijed kojih su orbite ogromnog broja ledenih tijela bile poremećene, za to vrijeme trebalo se nakupiti oko 40 000. S takvim se prolaskom zvijezde kroz Sunčev sustav događaju mnoge zanimljive stvari., budući da se ovdje konvergiraju dva faktora:
Objekti u oblaku vrlo su slabo povezani sa Sunčevim sustavom, pa čak i vrlo mali gravitacijski pritisak može značajno promijeniti njihovu orbitu.
Zvijezde su vrlo masivne, pa čak i ako zvijezda putuje na udaljenosti od objekta koji je jednak udaljenosti od nje do Sunca, može je udariti dovoljno jako da se njena orbita promijeni.
Iz toga proizlazi da se svaki put kada se približimo prolaznoj zvijezdi rizik povećava da, recimo, nekoliko milijuna godina nakon toga, možemo se sudariti s objektom iz oblaka Oorta.
Kuiperov pojas sadrži najveći broj objekata u Sunčevom sustavu, ali daljnji i slabiji Oortov oblak ne samo da sadrži više predmeta - već je i osjetljiviji na poremećaje u prolaznoj masi poput druge zvijezde. Svi Kuiperov pojas i oblaci Oorta u oblaku kreću se izuzetno malim brzinama u odnosu na Sunce.
Drugim riječima, nećemo vidjeti rezultate utjecaja zvijezde u prolazu na ledena tijela poput kometa, koja će, vjerojatno, pasti u Sunčev sustav, dok oko 20 uzastopnih zvijezda ne prođe dovoljno blizu naših! To je problem jer je posljednji sustav zvijezda, Scholzova zvijezda (koja je prošla prije 70.000 godina) već udaljena 20 svjetlosnih godina. Međutim, iz ove analize možemo izvući optimističan zaključak: što je naša karta zvijezda i njihova kretanja udaljenija od 500 svjetlosnih godina od nas, to bolje možemo predvidjeti gdje će se i kada nekontrolirani objekti oblaka Oorta pojaviti. A ako smo zabrinuti za zaštitu planete od objekata bačenih u naš sustav prolazeći zvijezdama, tada je stjecanje takvog znanja očigledan sljedeći korak.
WISEPC J045853.90 + 643451.9, zelena točka prva je ultra hladna smeđa patuljka koju je otkrio istraživač širokopojasnog infracrvenog pregleda ili WISE (Wide-Infrared Survey Explorer). Ova se zvijezda nalazi 20 svjetlosnih godina od nas. Da biste proučili cijelo nebo i pronašli sve zvijezde koje bi mogle proći blizu Sunca i unijeti oluje u Oort oblak, trebalo bi pogledati 500 svjetlosnih godina.
Ovo će zahtijevati izgradnju širokokutnih teleskopa koji će moći vidjeti slabe zvijezde na velikim daljinama. Misija WISE postala je prototip takve tehnike, ali udaljenost na kojoj je u stanju vidjeti najslađe zvijezde, odnosno zvijezde najčešćeg tipa, uvelike je ograničena svojom veličinom i vremenom promatranja. Infracrveni svemirski teleskop koji promatra cijelo nebo mogao bi označiti našu okolinu, reći nam o onome što nam može doći, koliko vremena treba, iz kojih smjerova i koje su zvijezde uzrokovale poremećaje među objektima oblaka Oort. Gravitacijske interakcije događaju se stalno, čak i pored ogromnih udaljenosti između zvijezda u svemiru; oblak Oort je ogroman i imamo jako dugo vremena da predmeti odatle lete pored nas i nekako utječu na nas. Sve će se dogoditi u dovoljno dugo vrijemešto možete zamisliti.
Aleksandar Kolesnik