V-kosmose.com

Может ли звезда-изгой выбить Землю из Солнечной системы?

Художественное видение недавно найденной планеты сироты CFBDSIR2149, удаленной от Земли всего на 100 световых лет. Фото: https://www.space.com/

Художественное видение недавно найденной планеты сироты CFBDSIR2149, удаленной от Земли всего на 100 световых лет. Фото: https://www.space.com/

Вселенная – опасное местечко и жизнь на любой планете сталкивается с многочисленными внешними угрозами, включая возможность того, что планета вообще будет изгнана из своей звездной системы. Одна команда исследователей провела анализ и обнаружила, что Земле не грозит такая опасность. Почти…

Один быстрый удар

Гравитация может быть хитрой вещью. С одной стороны она удерживает планету на орбите вокруг звезды, надежно приковывая её к этому животворящему теплу на протяжении миллиардов лет. С другой стороны, та же самая гравитация может отбросить планету в глубины межзвездного пространства, обрекая её бродить по замерзшим пустошам нашей галактики, и любая жизнь на этой планете быстро и навсегда исчезнет.

Гравитация - сложная штука. Когда у нас есть только два объекта, скажем, массивная звезда и одна маленькая планета, здесь все просто. Как только планета окажется на стабильной орбите, она останется на месте в течение миллиардов лет, и в течение этого времени её движения будут повторяться, как часть великого часового механизма.

Многоцветное изображение с телескопа Pan-STARRS1 показывает свободно плавающую в космосе планету PSO J318.5-22, расположенную в созвездии Козерога. Это очень холодный и тусклый мир, чья яркость в 100 млрд. раз слабее в оптическом свете, чем показатели Венеры. Большая часть энергии планеты излучается в инфракрасном диапазоне. Фото: https://panstarrs.stsci.edu/

Многоцветное изображение с телескопа Pan-STARRS1 показывает свободно плавающую в космосе планету PSO J318.5-22, расположенную в созвездии Козерога. Это очень холодный и тусклый мир, чья яркость в 100 млрд. раз слабее в оптическом свете, чем показатели Венеры. Большая часть энергии планеты излучается в инфракрасном диапазоне. Фото: https://panstarrs.stsci.edu/

Но если в систему добавить третий объект, то начинается хаос, в буквальном смысле. Проблема попыток предсказать движение трех объектов, взаимодействующих через гравитацию, была печально известной на протяжении веков, а интеллектуальные тяжеловесы веками пытались найти решение и терпели неудачу. Проблема в том, что с тремя объектами в системе любое небольшое отклонение или сдвиг может привести к огромным изменениям за удивительно короткий промежуток времени.

Другими словами, то, что выглядит спокойным в одно мгновенье, скажем, тот факт, что Земля вращалась вокруг Солнца в течение миллиардов лет, может стать опасно нестабильным в следующий момент.

Но пока все хорошо, верно? Остальные планеты Солнечной системы хоть и воздействуют на Землю, но их воздействие крайне мало и они не смогут вызвать явной дестабилизации орбиты. Все будет хорошо в течение миллиардов лет, пока нечто массивное, скажем, проходящая звезда, не приблизится к Земле.

Опасная зона

Но иногда соседние звезды приближаются к нашей Солнечной системе, и когда они подходят слишком близко, это может быть крайне опасно.

Когда звезда приближается к Солнечной системе, она может начать менять орбиту Земли. Когда Земля и звезда-нарушитель будут находиться рядом, наша планета может получить дополнительное гравитационное воздействие. Оно может быть незначительным, но год за годом, Земля может постепенно менять свое положение подальше от Солнца, выходя из так называемой «обитаемой зоны». Обитаемая зона или зона Златовласки – это область орбиты вокруг Солнце, в которой вода на поверхности может находиться в жидком состоянии.

Постепенно накапливая гравитационное воздействие, Земля потенциально может достигнуть скорости, которая позволит ей вырваться из гравитационной ловушки Солнца и покинуть Солнечную систему в мгновение ока.

Строение орбит планет в Солнечной системе. Фото: V-kosmose.com

Строение орбит планет в Солнечной системе. Фото: V-kosmose.com

К счастью, этот сценарий не произошел за последние четыре миллиарда лет (это очевидно, потому что мы все еще здесь), но это не значит, что это не может произойти в нашем будущем. Недавно пара астрономов приступила к моделированию воздействия проходящей звезды через орбиту Земли, сообщив о своих результатах в статье, появившейся в журнале arXiv.

Они рассмотрели все возможные сценарии: различные массы звезд, прибывающих под разными углами с разными скоростями, чтобы увидеть, какие обстоятельства потенциально могут вывести нас из обитаемой зоны и покончить с жизнью на нашей планете, какой мы ее знаем.

Как правило, чем быстрее звезда проходит через нашу Солнечную систему, тем лучше для нас, ведь для звезды с достаточной скоростью просто не хватит времени. Если звезда движется, по крайней мере, так же быстро, как Земля вращается вокруг Солнца (106 000 км / ч), она должна пройти внутри орбиты Юпитера, чтобы иметь шанс сбить нас с нашей орбиты. В противном случае его гравитационное влияние слишком несущественно. Но медленно движущиеся звезды могут вызвать гораздо больше проблем. Им нужно лишь пройти по краю Солнечной системы, чтобы спровоцировать хаос.

Естественно, что масса проходящей звезды имеет решающее значение, также как и угол прохода. Если звезда проходит вдоль плоскости нашей Солнечной системы, у нее есть много шансов приблизиться к Земле достаточно, чтобы дестабилизировать нашу орбиту.

Я выживший

Затем исследователи взяли эти результаты и применили их к нашей галактической окрестности, используя наши знания о положениях, массах и скоростях ближайших к нам звезд. Они обнаружили, что в среднем наша планета имела шансы 1 к 15000 на дестабилизацию орбиты в течение нашей 4-миллиардной истории. Другими словами, на каждые 10 000 планет земного типа в нашем районе только одна пострадала от катастрофы.

Видите слабую синюю точку возле центра фотографии? Это изображение свободно плавающей планеты CFBDSIR2149, запечатленной в инфракрасном свете NTT (Телескоп новых технологий) в Чили.  Фото: https://panstarrs.stsci.edu/

Видите слабую синюю точку возле центра фотографии? Это изображение свободно плавающей планеты CFBDSIR2149, запечатленной в инфракрасном свете NTT (Телескоп новых технологий) в Чили. Фото: https://panstarrs.stsci.edu/

Но дела обстоят намного хуже в компактной центральной области Млечного Пути. Со всеми этими звездами вероятность гравитационной катастрофы в 160 раз выше.

Центр галактики вообще недружелюбное место, так как он является очагом высокоэнергетического излучения и космических лучей. И теперь мы знаем, что он также полон потенциально смертельно близких звезд, близких, чтобы выбить жизнеспособные миры с их орбит.