Pergunte a Ethan: As estrelas podem escapar da galáxia sem danificar o planeta?

Embora as estrelas em nossa galáxia vivam bilhões de anos, às vezes uma catástrofe pode acontecer com algumas delas, o que a expulsará de uma órbita estável em toda a galáxia. Será que essa estrela não apenas sairá de órbita, mas deixará a galáxia para sempre? E se sim, será que ela pode segurar seus planetas, como resultado do qual surgirá um mundo intergaláctico habitado no qual o seu "sol" (e possivelmente vários outros planetas) será a única luminária visível? Nosso leitor esta semana pergunta:

Uma estrela pode escapar da atração gravitacional de uma galáxia? Se sim, ela pode levar consigo os planetas que se movem em órbita ao seu redor? Se sim, e se você se encontrar nesse planeta e olhar para o céu noturno, verá as constelações que consistem em galáxias?


Hickson Compact Group 31 , instantâneo do Hubble. Uma bela "constelação", mas comparável em brilho a várias estrelas da nossa galáxia - elas podem ser distinguidas por raios de difração

Quando você olha para as estrelas no céu noturno, pode ser surpreendente perceber que elas estão todas em nossa galáxia da Via Láctea. Além disso, quase todas as estrelas que podemos ver estão localizadas a várias centenas de anos-luz da Terra - e isso é um pouco em escala galáctica. Como nosso Sol, eles se movem ao redor do centro de nossa galáxia a uma velocidade de cerca de 220 km / s, a maioria deles se move em relação a essa rotação a uma velocidade de ± 20 km / s, então a posição relativa das estrelas muda com o tempo. Quase todos eles não são apenas uma bola ardente de fusão e luz nuclear, mas provavelmente o dono de seu próprio sistema solar, junto com planetas e, às vezes, com outras estrelas. Na maioria das vezes, essas estrelas simplesmente se movem pela galáxia em uma órbita organizada e estável, devido ao fato de que a atração da Via Láctea é bastante previsível e que outras estrelas passam perto delas muito raramente.


As distâncias entre o Sol e muitas das estrelas mais próximas são mostradas corretamente, mas se a imagem fosse escalada, mesmo a maior das estrelas seria menor que um milionésimo de pixel.

Mas as estrelas vivem muito tempo e, embora as distâncias entre elas sejam enormes, as reaproximações ocorrem com bastante regularidade. Embora uma velocidade de ~ 220 km / s seja suficiente para se mover em uma órbita quase circular ao redor do centro galáctico, algumas centenas de km / s a ​​mais serão suficientes para deixar completamente a galáxia. Com base nos resultados do experimento RAVE (experimento de velocidade radial), que coletou dados sobre centenas de estrelas de alta velocidade, determinamos que a massa total da Via Láctea é de cerca de 1,6 trilhão de estrelas solares, o que significa que a velocidade de fuga à nossa distância do centro será entre 500-550 km / s. Um impulso adicional a uma velocidade de 300 km / s na direção certa - e começaremos a avançar para o espaço intergaláctico.


Quatro estrelas que escapam percorrem áreas com denso gás interestelar, deixando ondas brilhantes e traços de gás luminoso

A estreita interação gravitacional das estrelas não é uma ocorrência tão rara. Cerca de uma vez a cada milhão de anos, uma estrela se aproxima da nuvem de Oort e, provavelmente, cerca de cinco vezes em nossa história, a estrela se aproximava de nós a uma distância do cinturão de Kuiper . Existem várias estrelas se movendo tão rápido em nossa galáxia que estamos confiantes de que elas receberam recentemente aceleração gravitacional de alguma massa - como uma estrela mundial , que, devido ao rápido movimento pelo espaço interestelar, deixa uma cauda para trás.



O mundo, movendo-se a uma velocidade adicional de "apenas" 63 km / s, não deixará nossa Galáxia em um futuro próximo, mas deve-se notar que ela tem uma companheira, uma anã branca - e isso implica que fortes "chutes" de gravidade não são suficientes para quebrar o sistema solar! Podemos olhar para a estrela mais rápida da Via Láctea - US 708 - para nos familiarizarmos com a estrela em fuga. Ela poderia obter uma velocidade de 1200 km / s de uma supernova (possivelmente até de uma rara supernova de uma “explosão dupla”), e agora ela deixa a Via Láctea.



O espaço intergalático deve conter um grande número de estrelas, pois o Universo teve mais de dez bilhões de anos para ejetar estrelas de suas galáxias. Além disso, as regiões de formação estelar - aglomerados abertos e globulares - são extremamente densas, onde em cada pequeno volume existem muitas estrelas e muitas oportunidades para desencadear o efeito da funda gravitacional . Há um efeito tão bem estudado e calculado em simulações que temos um termo especial para ele: relaxamento violento. Com o acúmulo de muitas massas de tamanhos diferentes, conectadas pela gravidade, as massas mais leves são muitas vezes jogadas para fora do aglomerado em velocidades perigosas, e as demais ficam ainda mais conectadas. Isso explica por que alguns dos aglomerados globulares mais antigos estão tão concentrados no centro.


Cluster globular 75 mais bagunçado, com forte concentração em torno do centro. Sua idade ultrapassa 13 bilhões de anos.

E embora as interações muito próximas do planeta possam descartá-lo, simulações mostram que esses casos são raros e que a maioria dos planetas deve permanecer no lugar. E embora quase um milhão de estrelas possam ser expulsas da Via Láctea a essa altura, nosso Universo ainda é bem jovem. Depois de muitos quatrilhões de anos, esse número aumentará e a maioria das estrelas que existiam na Via Láctea será expulsa, incluindo, possivelmente, o que resta de nosso Sol. As primeiras estrelas intergalácticas foram descobertas no cluster de Virgem em 1997, o que prova que esse fenômeno está funcionando há muito tempo.



Devido a chutes gravitacionais ou solavancos de supernova, as estrelas constantemente voam para fora das galáxias. Depois disso, eles se encontram no espaço intergalático, cujo céu noturno é iluminado apenas por galáxias distantes, que podem parecer uma moldura de um belo filme feito com base em Sky View de Sloan: um vôo através do universo.



O que será visto não se parecerá com constelações, mas descreverá a estrutura em larga escala do Universo. Talvez nessa situação você esteja se perguntando por que o seu Sol é o único no céu noturno e por que você é tão azarado que vê apenas manchas distantes. Eles são feitos de bilhões de estrelas que se assemelham às suas, enquanto você teve muito azar de estar sozinho? Ou você tem a sorte de considerar o Universo inteiro que a galáxia não bloqueia? Tudo depende do ponto de vista!