Tanya Ethan: Bisakah bintang-bintang melarikan diri dari galaksi tanpa merusak planet ini?

Meskipun bintang-bintang di galaksi kita akan hidup miliaran tahun, kadang-kadang bencana dapat terjadi dengan beberapa di antaranya, yang akan membuangnya keluar dari orbit yang stabil melintasi galaksi. Mungkinkah bintang ini tidak hanya akan keluar dari orbit, tetapi akan meninggalkan galaksi untuk selamanya? Dan jika demikian, mungkinkah dia dapat memegang planet-planetnya, sebagai akibatnya dunia intergalaksi yang dihuni akan muncul di mana "matahari" Anda (dan mungkin beberapa planet lainnya) akan menjadi satu-satunya tokoh yang terlihat? Pembaca kami minggu ini bertanya:

Bisakah bintang melarikan diri dari gaya tarik gravitasi sebuah galaksi? Jika demikian, dapatkah dia membawa planet-planet yang bergerak dalam orbit di sekelilingnya? Jika demikian, dan jika Anda menemukan diri Anda di planet seperti itu dan melihat ke langit malam, apakah Anda akan melihat rasi bintang yang terdiri dari galaksi?


Hickson Compact Group 31 , snapshot Hubble. "Rasi bintang" yang indah, tetapi sebanding dengan kecerahan beberapa bintang dari galaksi kita - mereka dapat dibedakan dengan sinar difraksi

Ketika Anda melihat bintang-bintang di langit malam, mungkin mengejutkan bagi Anda untuk menyadari bahwa mereka semua ada di galaksi Bima Sakti kita. Terlebih lagi, hampir semua bintang yang dapat kita lihat terletak beberapa ratus tahun cahaya dari Bumi - dan ini adalah hal sepele pada skala galaksi. Seperti Matahari kita, mereka bergerak di sekitar pusat Galaksi kita dengan kecepatan sekitar 220 km / detik, sebagian besar dari mereka bergerak relatif terhadap rotasi ini pada kecepatan ± 20 km / detik, sehingga posisi relatif bintang-bintang berubah seiring waktu. Hampir setiap dari mereka bukan hanya bola api fusi dan cahaya nuklir, tetapi kemungkinan besar, pemilik tata surya sendiri, bersama-sama dengan planet, dan kadang-kadang dengan bintang lain. Untuk sebagian besar, bintang-bintang ini hanya bergerak di sekitar galaksi dalam orbit yang rapi dan stabil, karena fakta bahwa daya tarik Bimasakti cukup dapat diprediksi, dan bahwa bintang-bintang lain melewati mereka sangat jarang.


Jarak antara Matahari dan banyak bintang terdekat ditunjukkan dengan benar, tetapi jika gambarnya berskala, maka bahkan bintang terbesar dalam ukurannya akan kurang dari sepersejuta piksel.

Tetapi bintang-bintang hidup dalam waktu yang sangat lama, dan meskipun jarak di antara mereka sangat besar, pemulihan hubungan terjadi secara teratur. Meskipun kecepatan ~ 220 km / dtk cukup untuk bergerak dalam orbit hampir melingkar di sekitar pusat galaksi, beberapa ratus km / dtk sudah cukup untuk sepenuhnya meninggalkan galaksi. Berdasarkan hasil percobaan RAVE (percobaan kecepatan radial), yang mengumpulkan data pada ratusan bintang berkecepatan tinggi, kami menentukan bahwa total massa Bimasakti adalah sekitar 1,6 triliun bintang matahari, yang berarti bahwa kecepatan lari pada jarak kita dari pusat akan menjadi antara 500-550 km / s. Dorongan tambahan pada kecepatan 300 km / s ke arah yang benar - dan kita akan mulai bergerak ke ruang intergalaksi.


Empat bintang yang melarikan diri melewati daerah-daerah dengan gas antarbintang yang padat, meninggalkan gelombang yang cerah dan jejak gas bercahaya

Interaksi gravitasi bintang yang dekat tidak jarang terjadi. Sekitar satu juta tahun sekali, sebuah bintang mendekati awan Oort , dan mungkin sekitar lima kali dalam sejarah kita, bintang itu mendekati kita dari kejauhan dari sabuk Kuiper . Ada beberapa bintang yang bergerak sangat cepat di galaksi kita sehingga kita yakin bahwa mereka baru saja menerima percepatan gravitasi dari beberapa massa - seperti bintang Dunia , yang, karena pergerakan cepat melalui ruang antarbintang, meninggalkan ekor di belakangnya sendiri.



Dunia, bergerak dengan kecepatan tambahan "hanya" 63 km / s, tidak akan meninggalkan galaksi kita dalam waktu dekat, tetapi harus dicatat bahwa ia memiliki pendamping, katai putih - dan ini menyiratkan bahwa "tendangan" gravitasi yang kuat tidak cukup untuk memecahkan tata surya! Kita dapat melihat bintang tercepat di Bima Sakti - US 708 - untuk berkenalan dengan bintang pelarian. Dia bisa mendapatkan kecepatan 1200 km / s dari supernova (bahkan mungkin dari supernova langka "ledakan ganda"), dan sekarang dia meninggalkan Bima Sakti.



Ruang intergalaksi harus mengandung sejumlah besar bintang, karena Semesta memiliki lebih dari sepuluh miliar tahun untuk mengeluarkan bintang dari galaksi mereka. Selain itu, daerah pembentukan bintang - cluster terbuka dan globular - sangat padat, di mana dalam setiap volume kecil ada banyak bintang, dan banyak peluang untuk memicu efek dari sling gravitasi . Ada efek yang dipelajari dengan sangat baik dan dihitung dalam simulasi sehingga kita memiliki istilah khusus untuk itu: relaksasi hebat. Dengan akumulasi banyak massa dengan ukuran berbeda, dihubungkan oleh gravitasi bersama, massa paling ringan sering terlempar keluar dari cluster dengan kecepatan berbahaya, dan massa yang tersisa menjadi semakin terhubung. Ini menjelaskan mengapa beberapa kluster globular tertua sangat terkonsentrasi di sekitar pusat.


Cluster globular 75 Messier, dengan konsentrasi kuat di sekitar pusat. Usianya melebihi 13 miliar tahun.

Dan meskipun interaksi yang terlalu dekat dengan planet dapat membuangnya, simulasi menunjukkan bahwa kasus ini jarang terjadi, dan bahwa sebagian besar planet harus tetap di tempatnya. Dan meskipun hampir satu juta bintang mungkin terlempar dari Bima Sakti pada saat ini, Alam Semesta kita masih sangat muda. Setelah banyak quadrillion tahun berlalu, jumlah ini akan meningkat, dan sebagian besar bintang yang ada di Bima Sakti akan dibuang, termasuk, mungkin, apa yang tersisa dari Matahari kita. Bintang intergalaksi pertama ditemukan di kluster Virgo pada tahun 1997, yang membuktikan bahwa fenomena ini telah bekerja sejak lama.



Entah karena tendangan gravitasi atau goncangan supernova, bintang-bintang terus-menerus terbang keluar dari galaksi. Setelah itu, mereka menemukan diri mereka dalam ruang intergalaksi, langit malam yang diterangi hanya oleh galaksi yang jauh, yang mungkin terlihat seperti bingkai dari film indah yang dibuat berdasarkan Sloan Sky View: A Flight Through The Universe.



Apa yang akan dilihat tidak akan menyerupai rasi bintang, tetapi akan menguraikan struktur skala besar Alam Semesta. Mungkin dalam situasi ini Anda akan bertanya-tanya mengapa Matahari Anda adalah satu-satunya di langit malam dan mengapa Anda sangat sial sehingga Anda hanya melihat bercak yang jauh. Apakah mereka terdiri dari milyaran bintang yang menyerupai milikmu, padahal kamu sangat beruntung sendirian? Atau apakah Anda sebaliknya beruntung mempertimbangkan seluruh Semesta yang tidak diblokir oleh galaksi? Itu semua tergantung pada sudut pandang!