Hace 70,000 años, un par de enanas marrones, conocidas como la estrella Scholz , ubicadas justo en el umbral de ignición de la síntesis de hidrógeno en los núcleos, pasaron a través de la nube de Oort del sistema solar. A diferencia de las estrellas en esta ilustración, no eran visibles para el ojo humano.Estamos acostumbrados a considerar nuestro sistema solar como un lugar estable y tranquilo. Por supuesto, de vez en cuando aprendemos que los planetas y otros cuerpos celestes patearon algún cometa o asteroide, pero en su mayor parte, todo permanece constante. Incluso un visitante interestelar raro no conlleva mucho riesgo, al menos no por la integridad de un mundo como el nuestro. Pero todo nuestro sistema solar se mueve en órbita a través de la galaxia, lo que significa que tiene cientos de miles de millones de posibilidades de interacción cercana con otra estrella. ¿Con qué frecuencia sucede esto y cuáles son las posibles consecuencias de esto? Nuestro lector hace la pregunta:
¿Qué tan malas serán las consecuencias si la estrella pasa cerca del sol? ¿Qué tan grande y qué tan cerca debe estar para presentar un peligro grave? ¿Qué tan probable es tal evento?
Las posibilidades van desde incidentes de rutina en los que varios objetos de la nube de Oort se salen de su camino, hasta catastróficos: colisiones con un planeta o su expulsión del sistema. Veamos qué pasa realmente.
Un mapa de densidad de la Vía Láctea y el cielo circundante, que muestra claramente la Vía Láctea, las Grandes y Pequeñas Nubes de Magallanes , y, si miras de cerca, NGC 104 a la izquierda de la Pequeña Nube, NGC 6205 es ligeramente más alto y a la izquierda del núcleo galáctico, y NGC 7078 es ligeramente más bajo. En total, la Vía Láctea contiene alrededor de 200 mil millones de estrellas.Según nuestras mejores estimaciones, la Vía Láctea contiene de 200 a 400 mil millones de estrellas. Y aunque las estrellas vienen en tamaños y masas muy diferentes, la mayoría de ellas (3 de 4) se relacionan con enanas rojas: del 8% al 40% de la masa del Sol. El tamaño de estas estrellas es más pequeño que el sol: en promedio, alrededor del 25% del diámetro del sol. Y también sabemos sobre el tamaño de la Vía Láctea: este disco tiene un espesor de aproximadamente 2,000 años luz y 100,000 años luz de diámetro, con una
protuberancia central
con un radio de aproximadamente 5,000-8,000 años luz.
Finalmente, con respecto al Sol, una estrella típica se mueve a una velocidad de 20 km / s: aproximadamente 1/10 de la velocidad con la que el Sol (y todas las estrellas) se mueven en órbita en la Vía Láctea.
Aunque el Sol se mueve en el plano de la Vía Láctea a una distancia de 25,000 - 27,000 años luz del centro, las direcciones de las órbitas de los planetas del Sistema Solar no están alineadas con el plano de la galaxia.Estas son las estadísticas de las estrellas en nuestra galaxia. Hay muchos detalles, matices y trucos que ignoraremos, como un cambio en la densidad dependiendo de si estamos en una manga espiral o no; el hecho de que más cerca del centro hay más estrellas que cerca del borde (y nuestro Sol está a medio camino del borde); la inclinación de las órbitas del Sistema Solar en relación con el disco galáctico; pequeños cambios dependiendo de si estamos en el medio del plano galáctico o no ... Pero podemos ignorarlos porque solo usando los valores enumerados anteriormente nos permite calcular con qué frecuencia las estrellas de la Galaxia se acercan a cierta distancia de nuestro Sol, y por lo tanto con qué frecuencia puede esperar encuentros cercanos o varios encuentros.
Las distancias entre el Sol y muchas de las estrellas más cercanas son precisas, pero cada estrella, incluso la más grande, ocuparía menos de una millonésima parte de un píxel de diámetro en una escala.Calculamos este valor de manera muy simple: consideramos la densidad de las estrellas, la sección transversal que nos interesa (determinada por qué tan cerca desea que la estrella se acerque a la nuestra) y la velocidad con la que las estrellas se mueven entre sí, y luego multiplicamos todo esto para Obtenga el número de colisiones por unidad de tiempo. Este método de contar el número de colisiones es adecuado para todo, desde física de partículas hasta física de materia condensada (para expertos, este es, de hecho,
el modelo Drude ), y es igualmente aplicable a la astrofísica. Si suponemos que hay 200 mil millones de estrellas en la Vía Láctea, que las estrellas están distribuidas uniformemente a través del disco (ignorando la protuberancia), y que las estrellas se mueven unas con respecto a otras a una velocidad de 20 km / s, entonces, después de haber trazado la dependencia del número de interacciones en la distancia al Sol, obtenemos lo siguiente:
Un gráfico que muestra con qué frecuencia las estrellas de la Vía Láctea pasarán a cierta distancia del Sol. El gráfico es logarítmico en ambos ejes, el eje y es la distancia y el eje x es la expectativa típica de este evento en años.Él dice que, en promedio, a lo largo de toda la historia del Universo, se puede esperar que la distancia más cercana que otra estrella se aproxima al Sol sea de 500 UA, o aproximadamente diez veces más lejos que la distancia del Sol a Plutón. También dice que una vez cada mil millones de años se puede esperar que la estrella se acerque a nosotros a una distancia de 1500 UA, que está cerca del borde
del cinturón de Kuiper disperso. Y más a menudo, aproximadamente una vez cada 300,000 años, una estrella pasará a una distancia del orden de un año luz de nosotros.
La representación logarítmica del sistema solar, que se extiende hasta las estrellas más cercanas, muestra hasta qué punto se extienden el cinturón de Kuiper y las nubes de Oort.Esto definitivamente es bueno para la estabilidad a largo plazo de los planetas en nuestro sistema solar. De ello se deduce que más de 4.5 mil millones de años de la existencia de nuestro sistema solar, las posibilidades de que una estrella se acerque a cualquiera de nuestros planetas a una distancia igual a la distancia del Sol a Plutón son aproximadamente 1 en 10,000; Las posibilidades de que la estrella se acerque al Sol a una distancia igual a la distancia del Sol a la Tierra (lo que violaría en gran medida la órbita y conduciría a la expulsión del sistema) son menos de 1 en 1,000,000,000. Esto significa que la probabilidad de pasar otra estrella de la galaxia, lo que nos puede causar serios inconvenientes, terriblemente bajos. No perderemos la lotería espacial; es muy poco probable que, mientras no haya pasado nada, algo suceda en el futuro previsible.
Las órbitas de los planetas interior y exterior, obedeciendo las leyes de Kepler. Las posibilidades de que la estrella pase a una pequeña distancia de nosotros, e incluso a una distancia comparable a la de Plutón, son extremadamente pequeñas.Pero hubo casos de paso de estrellas a través de la nube de Oort (ubicada a 1.9 años luz del Sol), como resultado de lo cual se interrumpieron las órbitas de una gran cantidad de cuerpos de hielo, alrededor de 40,000 deberían haberse acumulado durante este tiempo. Con este paso de la estrella a través del sistema solar, suceden muchas cosas interesantes. , ya que dos factores convergen aquí:
- Los objetos de la nube de Oort están muy débilmente conectados con el sistema solar, por lo que incluso un empuje gravitacional muy pequeño puede cambiar significativamente su órbita.
- Las estrellas son muy masivas, por lo que incluso si la estrella pasa a una distancia del objeto igual a la distancia desde él hasta el Sol, podrá patearla lo suficientemente fuerte como para que cambie su órbita.
De esto se deduce que cada vez que nos encontramos de cerca con una estrella que pasa, aumentan los riesgos que, por ejemplo, dentro de unos pocos millones de años después de eso, podemos colisionar con un objeto de la nube de Oort.
El cinturón de Kuiper contiene la mayor cantidad de objetos contenidos en el sistema solar, pero la nube de Oort, que está más lejos y más débil, no solo contiene más objetos, sino que también es más propensa a las perturbaciones de una masa que pasa, como otra estrella. Todos los objetos del cinturón de Kuiper y las nubes de Oort se mueven con velocidades extremadamente bajas en relación con el Sol.En otras palabras, no veremos los resultados del impacto de una estrella que pasa sobre cuerpos similares a cometas de hielo, que, posiblemente, entrarán en el sistema solar, ¡hasta que unas 20 estrellas ordinarias pasen lo suficientemente cerca de la nuestra! Y esto es un problema, ya que el último sistema estelar, la estrella Scholz (aprobada hace 70,000 años) ya está a 20 años luz de nosotros. Sin embargo, también se puede sacar una conclusión optimista de este análisis: cuanto mejor sea nuestro mapa de estrellas y sus movimientos, ubicados a 500 km de nosotros, mejor podremos predecir dónde y cuándo aparecerán objetos no controlados de la nube de Oort. Y si nos preocupa proteger al planeta de los objetos arrojados por las estrellas que pasan dentro de nuestro sistema, entonces adquirir ese conocimiento es el siguiente paso obvio.
WISEPC J045853.90 + 643451.9, el punto verde es la primera enana marrón súper fría descubierta por el Wide-Field Infrared Survey Explorer, o WISE (Wide-Angle Infrared Survey Explorer). Esta estrella se encuentra a 20 años luz de nosotros. Para explorar todo el cielo y encontrar todas las estrellas que podrían pasar cerca del Sol y traer tormentas a la nube de Oort, debe observar 500 años luz.Y para esto, necesita construir telescopios de gran angular que puedan ver estrellas tenues a grandes distancias. La misión WISE se convirtió en el prototipo de tal técnica, pero la distancia a la que puede ver las estrellas más débiles, es decir, las estrellas del tipo más común, está muy limitada por su tamaño y tiempo de observación. Un telescopio espacial infrarrojo, que examina todo el cielo, podría marcar nuestro entorno, decirnos qué puede venir a nosotros, por cuánto tiempo, desde qué direcciones y qué estrellas han causado perturbaciones entre los objetos de la nube de Oort. Las interacciones gravitacionales ocurren constantemente, incluso a pesar de las enormes distancias entre las estrellas en el espacio; la nube de Oort es enorme, y tenemos mucho tiempo para que los objetos de allí pasen volando y nos influyan de alguna manera. Durante bastante tiempo, todo lo que puedas imaginar pasará.