V rámci Mléčné dráhy existuje odhad 200 až 400 miliard hvězd , které všechny obíhají kolem středu naší galaxie v koordinovaném kosmickém tanci. Jak obíhají, hvězdy na galaktickém disku (kde se nachází naše Slunce) se periodicky přesouvají a přibližují jedna k druhé. Občas to může mít drastický dopad na hvězdu, která zažije blízké setkání, naruší jejich systémy a způsobí vyvržení planet.
Vědět, kdy se hvězdy těsně setkají s naší Sluneční soustavou a jak by to mohlo otřást objekty v ní, je proto předmětem zájmu astronomů. Pomocí údajů shromážděných společností Observatoř Gaia , dva výzkumníci s Ruská akademie věd (RAS) zjistila, že hrstka hvězd bude v budoucnu těsně procházet naší sluneční soustavou, z nichž jedna zabloudí docela blízko!
Studii provedli Vadim V. Bobylev a Anisa T. Bajková, dva výzkumníci z Laboratoř dynamiky galaxií na observatoři Pulkovo v ruském Petrohradu. Jak naznačili, spoléhali na astrometrická data z mise Gaia První vydání dat 3 (EDR3), který odhalil kinematické charakteristiky hvězd, u kterých se očekává, že v budoucnu projdou kolem 3,26 světelných let (1 Parsec) sluneční soustavou.
Gaia mapující hvězdy Mléčné dráhy. Kredit: ESA/ATG medialab; pozadí: ESO/S. Brunier
Pro začátek jednoduše: naše Sluneční soustava se skládá z osmi určených planet a několika menších (neboli trpasličích) planet obíhajících kolem naší hlavní sekvence žlutého trpaslíka Slunce typu G, které je obklopeno vnějším prstencem ledových objektů známých jako Kuiperův pás. . Za tím, ve vzdálenosti zhruba 1,63 světelných let od Slunce (0,5 parseku), je masivní mrak ledových trosek známý jako Oortův oblak, odkud vznikají dlouhoperiodické komety.
Tyto komety jsou obecně výsledkem toho, že objekty těsně prolétají kolem Sluneční soustavy a uvolňují objekty do té míry, že pravidelně prolétají Sluneční soustavou a kolem Slunce, než se vrátí zpět. Vnější okraj Oortova oblaku se odhaduje na 0,5 parseku (1,6 světelného roku) od našeho Slunce, což je činí zvláště citlivými na poruchy z řady zdrojů. Jak řekl Dr. Bobylev Universe Today prostřednictvím e-mailu:
„Tyto poruchy zahrnují zaprvé účinek gravitační přitažlivosti Galaxie – takzvaný galaktický příliv, zadruhé účinek obřích molekulárních mračen – když sluneční soustava letí v dostatečně blízké vzdálenosti od nich, a zatřetí – efekt přibližování se polí jednotlivých hvězd.
„Přiblížení sluneční soustavy s jednotlivými hvězdami v poli je velmi vzácná událost. Navíc dopad závisí (podle Newtonova zákona přitažlivosti) jak na hmotnosti procházející hvězdy, tak na vzdálenosti, na kterou se přiblížení uskuteční.
Pro astronomy začal proces hledání hvězd, které mohly v minulosti prolétat naší Sluneční soustavou (a které nás mohou v budoucnu míjet), v 60. letech minulého století. Výzkum se zlepšil, protože byly k dispozici sofistikovanější přístroje, což vedlo k podrobnějším katalogům blízkých nebeských objektů. Abyste věděli, které hvězdy se těsně setkají, řekl Bobylev, musíte znát jejich vzdálenost a jejich tři rychlosti.
Skládá se ze dvou vlastností správného pohybu – rektascenze, deklinace – a radiální rychlosti. Jakmile to všechno budete mít, můžete provádět astrometrii, což je přesné měření pozic a pohybů hvězd a jiných nebeských těles. Právě za tímto účelem ESA Hipparcosdružice (1989-1993) a Observatoř Gaia (2013-dosud).
Díky přesným údajům, které poskytli, a aktualizovaným katalogům o milionech hvězd a dalších nebeských objektů jsou astronomové schopni určit, které z nich se v budoucnu pravděpodobně zblízka setkají. Pro účely své studie se Bobylev a Bajková spoléhali na následující tři metody:
„Metody spočívají v konstrukci galaktických drah studovaných hvězd a Slunce. Poté se pro každou hvězdu určí dva hlavní parametry přiblížení – minimální vzdálenost mezi dráhou sluneční soustavy a hvězdou a okamžik přiblížení. Integrace probíhá v intervalu +/-5 Myr.
'Proto jsme v naší práci použili zaprvé nejjednodušší lineární metodu, zadruhé integraci pohybu v osově symetrickém potenciálu Galaxie a zatřetí v neosově symetrickém potenciálu Galaxie, kde vliv spirální struktury na byl zohledněn pohyb objektů.'
První mapa oblohy Gaia. Kredit: ESA/Gaia/DPAC. Poděkování: A. Moitinho & M. Barros (CENTRA – Univerzita v Lisabonu), jménem DPAC.
Nakonec všechny tři metody přinesly podobné výsledky: jedna hvězda, označená v databázi Gaia EDR3 jako 4270814637616488064, by se za něco málo přes milion let od nynějška setkala s obzvlášť blízkým setkáním. Známější jako Gliese 710 (HIP 89825), tato proměnná oranžová trpasličí hvězda typu K je asi 60 % hmotnější jako naše Slunce a nachází se asi 62 světelných let od Země v souhvězdí Hada.
'Co je na něm pozoruhodné, je to, že je kandidátem na velmi blízké přiblížení se sluneční soustavě v budoucnu,' řekl Bobylev. „Tohoto kandidáta poprvé identifikovali Garcia-Sanchez et al., Astron. J. 117, 1042 (1999) v analýze hvězd z katalogu Hipparcos (1997).
Konkrétně simulace provedené Bobylevem a Bajkovou ukázaly, že Gliese 710 těsně proletí za 1,32 milionu let a proletí ve vzdálenosti 0,02 parseků (jen necelých 24 světelných dnů) od našeho Slunce. Pokud jde o to, co by to mohlo znamenat pro naši sluneční soustavu (a cokoli, co zde do té doby žilo), Bobylev vysvětlil, že na tom již byl proveden značný výzkum a náznaky nebyly tak děsivé:
„Velmi zajímavou simulaci blízkého průletu hvězdy Gliese 710 kolem sluneční soustavy provedli Berski, F. a Dybczynski, P., A&A, v. 595, L10, 2016. Ukázali, že po přiblížení ke kometární sprše dojde od vnějších hranic Oortova oblaku směrem k vnitřní oblasti Sluneční soustavy. Pravda, tok je malý – asi tucet komet ročně a objeví se se zpožděním 1 milionu let po letu hvězdy.“
Toto umělecké dílo ukazuje kamennou planetu bombardovanou kometami. Poděkování: NASA/JPL-Caltech
Takže za předpokladu, že lidské bytosti (nebo jejich genetické potomstvo) stále žijí ve Sluneční soustavě za 2,32 milionu let, budou ošetřeny nějakou další aktivitou komet. To by mohlo představovat určitá rizika v závislosti na trajektoriích těchto komet a rozsahu lidské infrastruktury ve vesmíru. Nebo by to mohlo znamenat více příležitostí pro astronomii na dvorku nebo cokoli futuristického ekvivalentu!
V každém případě je vždy dobré vědět, kdy k otřesům dojde a jak vážné budou. Takový je význam tohoto výzkumu v tom, že eliminuje velkou část nejistoty spojené s blízkými setkáními hvězd a jejich efektem. Řekl Bobylev:
Hlavním významem naší práce je, že s jistotou víme, že jak v minulosti, tak i v budoucnu může docházet k blízkým setkáním hvězd se sluneční soustavou. V blízkosti Země mohou nastat nejrůznější překvapení v podobě objevení se komet a asteroidů.
Naše Sluneční soustava zažila v minulosti více než jen málo, a to hrálo významnou roli v jejím vývoji. Je zcela možné, že život, jak ho známe, vděčí za svou existenci blízkým setkáním, takže je nejlepší sledovat všechny budoucí události!
Další čtení: arXiv