70.000 tahun yang lalu, sepasang katai coklat yang dikenal sebagai bintang Scholz, terletak tepat di titik puncak fusi hidrogen di intinya, melewati awan Oort Tata Surya. Berbeda dengan bintang-bintang dalam ilustrasi ini, mereka tidak terlihat oleh mata manusia.
Kita terbiasa menganggap tata surya kita sebagai tempat yang stabil dan damai. Tentu saja, dari waktu ke waktu kita mengetahui bahwa planet dan benda langit lainnya menendang beberapa komet atau asteroid, tetapi sebagian besar, semuanya tetap konstan. Bahkan pengunjung antarbintang yang langka pun tidak membawa banyak risiko, setidaknya tidak untuk integritas dunia seperti kita. Tapi seluruh tata surya kita mengorbit melalui galaksi, yang berarti memiliki peluang ratusan miliar untuk interaksi dekat dengan bintang lain. Seberapa sering hal ini benar-benar terjadi dan apa potensi konsekuensi dari hal ini? Pembaca kami mengajukan pertanyaan:
Peluang berkisar dari insiden rutin di mana beberapa objek di awan Oort menyingkir hingga tabrakan dahsyat dengan sebuah planet atau pelepasannya dari sistem. Mari kita lihat apa yang sebenarnya terjadi.
Peta kepadatan Bima Sakti dan langit sekitarnya, yang dengan jelas menunjukkan Bima Sakti, Awan Magellan Besar dan Kecil, dan jika Anda perhatikan lebih dekat, NGC 104 di sebelah kiri Awan Kecil, NGC 6205 tepat di atas dan di kiri inti galaksi, dan NGC 7078 tepat di bawah. Secara total, Bima Sakti berisi sekitar 200 miliar bintang.
Perkiraan terbaik kami adalah Bimasakti berisi 200 miliar hingga 400 miliar bintang. Dan meskipun bintang memiliki ukuran dan massa yang sangat berbeda, kebanyakan dari mereka (3 dari setiap 4) adalah katai merah: dari 8% hingga 40% massa Matahari. Ukuran bintang-bintang ini lebih kecil dari Matahari: rata-rata sekitar 25% dari diameter Matahari. Kita juga secara kasar mengetahui ukuran Bima Sakti: ia adalah sebuah piringan dengan ketebalan sekitar 2.000 tahun cahaya dan diameter 100.000 tahun cahaya, dengan tonjolan pusat dengan radius 5.000-8.000 tahun cahaya.
Akhirnya, relatif terhadap Matahari, sebuah bintang biasa bergerak dengan kecepatan 20 km / s: sekitar 1/10 dari kecepatan Matahari (dan semua bintang) mengorbit Bima Sakti.
Meskipun Matahari bergerak dalam bidang Bima Sakti pada jarak 25.000 hingga 27.000 tahun cahaya dari pusat, arah orbit planet-planet Tata Surya tidak sejajar dengan bidang galaksi.
Ini adalah statistik untuk bintang-bintang di galaksi kita. Ada banyak detil, nuansa dan trik yang akan kita abaikan - seperti perubahan densitas tergantung apakah kita berada di lengan spiral atau tidak; fakta bahwa lebih banyak bintang terletak lebih dekat ke pusat daripada lebih dekat ke tepi (dan Matahari kita setengah jalan ke tepi); kecenderungan orbit tata surya dalam hubungannya dengan piringan galaksi; perubahan kecil, tergantung apakah kita berada di tengah-tengah bidang galaksi atau tidak … Tetapi kita dapat mengabaikannya karena hanya menggunakan jumlah di atas memungkinkan kita menghitung seberapa sering bintang-bintang galaksi datang dalam jarak tertentu ke Matahari kita, dan karenanya seberapa sering pertemuan dekat atau berbagai bentrokan bisa terjadi.
Video promosi:
Jarak antara Matahari dan banyak bintang di dekatnya memang akurat, tetapi setiap bintang - bahkan yang terbesar - akan berdiameter kurang dari sepersejuta piksel untuk diukur.
Kami menghitung nilai ini dengan sangat sederhana - kami menghitung kepadatan bintang, penampang yang menarik bagi kami (ditentukan oleh seberapa dekat Anda ingin bintang itu mendekati kami), dan kecepatan bintang-bintang bergerak relatif satu sama lain, lalu kami mengalikan semua ini menjadi dapatkan jumlah tabrakan per unit waktu. Metode penghitungan jumlah tumbukan ini cocok untuk segala hal mulai dari fisika partikel hingga fisika materi terkondensasi (bagi para ahli, ini pada dasarnya adalah model Drude), dan juga berlaku untuk astrofisika. Jika kita berasumsi bahwa ada 200 miliar bintang di Bima Sakti, bahwa bintang-bintang itu tersebar merata di atas cakram (mengabaikan tonjolan), dan bahwa bintang-bintang bergerak relatif satu sama lain dengan kecepatan 20 km / detik, maka, dengan memplot ketergantungan jumlah interaksi pada jarak ke Matahari, kita dapatkan berikut:
Grafik yang menunjukkan seberapa sering bintang-bintang di Bima Sakti melewati jarak tertentu dari Matahari. Grafiknya logaritmik pada kedua sumbu, sumbu y adalah jarak, dan sumbu x - harapan khas acara ini selama bertahun-tahun.
Dia mengatakan bahwa, rata-rata, sepanjang seluruh sejarah alam semesta, orang dapat memperkirakan bahwa jarak terdekat dari bintang lain mendekati Matahari adalah 500 AU, atau sekitar sepuluh kali lebih jauh dari jarak Matahari ke Pluto. Dia juga menyarankan bahwa setiap miliar tahun sekali, sebuah bintang dapat diperkirakan mendekati kita pada jarak 1500 SA, yang dekat dengan tepi sabuk Kuiper yang tersebar. Dan lebih sering, sekitar sekali setiap 300.000 tahun, sebuah bintang akan lewat pada jarak satu tahun cahaya dari kita.
Representasi logaritmik tata surya, membentang ke bintang-bintang terdekat, menunjukkan sejauh mana sabuk Kuiper dan awan Oort membentang.
Ini pasti bagus untuk stabilitas jangka panjang planet-planet di tata surya kita. Oleh karena itu, lebih dari 4,5 miliar tahun keberadaan tata surya kita, peluang sebuah bintang mendekati salah satu planet kita pada jarak yang sama dengan jarak Matahari ke Pluto adalah sekitar 1 banding 10.000; kemungkinan bahwa bintang akan mendekati Matahari pada jarak yang sama dengan jarak dari Matahari ke Bumi (yang akan sangat mengganggu orbit dan menyebabkan pelepasan dari sistem) adalah kurang dari 1 dalam 1.000.000.000. Ini berarti probabilitas untuk lewat Kami bintang lain dari galaksi, yang dapat menyebabkan ketidaknyamanan yang serius bagi kami, sangat rendah. Kami tidak akan kalah dalam lotere luar angkasa - sangat kecil kemungkinannya, karena belum ada yang terjadi, sesuatu akan terjadi di masa mendatang.
Orbit planet dalam dan luar mematuhi hukum Kepler. Kemungkinan bintang itu akan lewat pada jarak yang kecil dari kita, dan bahkan pada jarak yang sebanding dengan jarak Pluto, sangatlah kecil.
Tetapi kasus perjalanan bintang melalui awan Oort (terletak 1,9 tahun cahaya dari Matahari), akibatnya orbit sejumlah besar badan es terganggu, selama waktu ini sekitar 40.000 seharusnya telah terakumulasi. Dengan lewatnya bintang melalui tata surya, banyak hal menarik terjadi., karena dua faktor bertemu di sini:
Objek awan Oort terhubung sangat lemah ke tata surya, sehingga dorongan gravitasi yang sangat kecil pun dapat mengubah orbitnya secara signifikan.
Bintang sangat masif, jadi bahkan jika sebuah bintang bergerak pada jarak dari sebuah objek yang sama dengan jaraknya ke Matahari, ia dapat menendangnya cukup keras hingga orbitnya berubah.
Oleh karena itu, setiap kali kita mendekati bintang yang lewat, risikonya meningkat sehingga, katakanlah, beberapa juta tahun setelah itu, kita mungkin bertabrakan dengan objek dari awan Oort.
Sabuk Kuiper berisi objek terbanyak di tata surya, tetapi awan Oort yang lebih jauh dan lebih redup tidak hanya berisi lebih banyak objek - tetapi juga lebih rentan terhadap gangguan dari massa yang lewat, seperti bintang lain. Semua objek sabuk Kuiper dan awan Oort bergerak dengan kecepatan yang sangat rendah relatif terhadap Matahari.
Dengan kata lain, kita tidak akan melihat hasil dari dampak bintang yang lewat pada benda-benda mirip komet es, yang kemungkinan akan jatuh ke tata surya, sampai sekitar 20 bintang berturut-turut lewat cukup dekat dengan kita! Ini menjadi masalah, karena sistem bintang terakhir, bintang Scholz (yang lewat 70.000 tahun yang lalu) sudah berjarak 20 tahun cahaya. Namun, kesimpulan optimis dapat ditarik dari analisis ini: semakin baik peta bintang kita dan pergerakannya, yang terletak 500 tahun cahaya dari kita, semakin baik kita dapat memprediksi di mana dan kapan objek awan Oort yang tidak terkendali akan muncul. Dan jika kita ingin melindungi planet dari benda-benda yang dilemparkan ke sistem kita dengan melewati bintang-bintang, maka perolehan pengetahuan semacam itu adalah langkah selanjutnya yang jelas.
WISEPC J045853.90 + 643451.9, titik hijau adalah katai coklat ultracold pertama yang ditemukan oleh Wide-Field Infrared Survey Explorer, atau WISE (Wide-Field Infrared Survey Explorer). Bintang ini terletak 20 tahun cahaya dari kita. Untuk mempelajari seluruh langit dan menemukan semua bintang yang bisa lewat di dekat Matahari dan membawa badai ke Awan Oort, dibutuhkan waktu 500 tahun cahaya.
Ini akan membutuhkan pembangunan teleskop sudut lebar yang mampu melihat bintang-bintang redup pada jarak yang jauh. Misi WISE menjadi prototipe dari teknik semacam itu, tetapi jarak di mana ia dapat melihat bintang paling redup, yaitu bintang dari jenis yang paling umum, sangat dibatasi oleh ukuran dan waktu pengamatannya. Teleskop ruang angkasa inframerah yang mengamati seluruh langit dapat menandai lingkungan kita, memberi tahu kita tentang apa yang dapat datang kepada kita, berapa lama waktu yang dibutuhkan, dari arah mana, dan bintang-bintang apa yang menyebabkan gangguan di antara objek-objek awan Oort. Interaksi gravitasi terjadi secara konstan, meskipun jarak antara bintang-bintang di luar angkasa sangat jauh; awan Oort sangat besar, dan kami memiliki waktu yang sangat lama bagi objek dari sana untuk terbang melewati kami dan entah bagaimana memengaruhi kami. Semuanya akan terjadi dalam waktu yang cukup lamaapa yang bisa kamu bayangkan.
Alexander Kolesnik
