Astronomowie odkryli, że przeszłości dwie gwiazdy zbliżyły się do Układu Słonecznego

Naukowcy odkryli, że w odległej przeszłości dwie gwiazdy przeleciały niezwykle blisko Słońca. Obiekty te zostawiły po sobie ślad tuż poza naszym kosmicznym sąsiedztwem.

W ramach nowego badania, naukowcy z University of Colorado Boulder, odkryli, że prawie 4,5 miliona lat temu dwie duże, gorące gwiazdy przeleciały niezwykle blisko Słońca. Pozostawiły one po sobie ślad w chmurach gazu i pyłu, który wiruje tuż poza Układem Słonecznym. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie „The Astrophysical Journal”.

Układ Słoneczny otoczony jest przez coś, co astronomowie nazywają „lokalnymi chmurami międzygwiezdnymi” („local interstellar clouds”). Te rzadkie skupiska gazu i pyłu składają się głównie z atomów wodoru i helu i rozciągają się na długości około 30 lat świetlnych. Słońce znajduje się w regionie galaktyki znanym jako „lokalna gorąca bańka” („local hot bubble”), w którym gaz i pył są stosunkowo rzadkie. Badacze zauważyli, że zrozumienie kosmicznego otoczenia Ziemi jest ważne, ponieważ mogło ono wpłynąć na ewolucję życia na przestrzeni milionów lat.

„Fakt, że Słońce znajduje się wewnątrz chmur, które mogą chronić nas przed promieniowaniem jonizującym, może być ważnym czynnikiem decydującym o tym, że Ziemia jest dziś planetą nadającą się do zamieszkania” – mówi Michael Shull z University of Colorado Boulder.

W nowym badaniu, naukowcy wykorzystali serię równań i modeli, aby przeanalizować siły, które z biegiem czasu ukształtowały nasze kosmiczne sąsiedztwo.  Astronomowie w szczególności przyjrzeli się dwóm gwiazdom – Adara (Epsilon Canis Majoris) i Mirzam (Beta Canis Majoris). Obecnie znajdują się one w przedniej i tylnej części gwiazdozbioru Wielkiego Psa. Według obliczeń badaczy, prawdopodobnie minęły one Słońce około 4,4 miliona lat temu w odległości od 30 do 35 lat świetlnych, co w skali kosmicznej jest bardzo bliskim przejściem.

W trakcie tego procesu gwiazdy te, które są znacznie gorętsze od Słońca, emitowały silne promieniowanie ultrafioletowe, które „jonizowało” lokalne chmury, pozbawiając atomy wodoru i helu elektronów i pozostawiając je z ładunkiem dodatnim, jest to ślad, który naukowcy mogli nadal zaobserwować.

„Jeśli cofniemy się o 4,4 miliona lat, te dwie gwiazdy byłyby od czterech do sześciu razy jaśniejsze niż dzisiejszy Syriusz, były to zdecydowanie najjaśniejsze gwiazdy na niebie” – twierdzi Michael Shull.

Kiedy kilkadziesiąt lat temu naukowcy po raz pierwszy zaczęli badać obszar przestrzeni kosmicznej poza Układem Słonecznym, między innymi za pomocą Teleskopu Hubble’a, odkryli, że około 20 proc. atomów wodoru i 40 proc. atomów helu w lokalnych chmurach międzygwiezdnych uległo jonizacji, w szczególności ilość zjonizowanego helu wydawała się astronomom niezwykle wysoka. W ramach nowych analiz postanowili sporządzić spis zjawisk astronomicznych, które mogły przyczynić się do wystąpienia tego zjawiska.

Astronomowie wykorzystali symulacje, aby lepiej zrozumieć, jak mogło wyglądać otoczenie Ziemi miliony lat temu, co ich zdaniem było to trudne zadanie, częściowo również dlatego, że Słońce pędzi przez lokalny gaz międzygalaktyczny z prędkością ponad 100 tysięcy kilometrów na godzinę.

„Był to rodzaj układanki, w której wszystkie elementy się poruszały. Słońce przemierza galaktykę, gwiazdy oddalają się od nas, a chmury dryfują” – podkreśla Michael Shull.

Naukowcy twierdzą, że co najmniej sześć źródeł mogło przyczynić się do jonizacji chmur wokół Układu Słonecznego. Wśród nich znajdują się trzy małe białe karły i sama lokalizacja naszego kosmicznego sąsiedztwa w lokalnej gorącej bańce również mogło odegrać pewną rolę.

Naukowcy zakładają, że ta pustka w przestrzeni kosmicznej została prawdopodobnie stworzona przez 10 do 20 gwiazd, które przekształciły się w supernowe. Wybuchy te podgrzały gaz wewnątrz lokalnej gorącej bański, a ten wytwarzajc promieniowanie ultrafioletowe i rentgenowskie, ogrzewał chmury wokół Układu Słonecznego.

Dwie gwiazdy, Adara i Mirzam prawdopodobnie również mogły przyczynić w takim samym stopniu do jonizacji lokalnych chmur słonecznych, jak gorący gaz w lokalnej bańce. Obecnie znajdują się ponad 400 lat świetlnych od Ziemi, są gwiazdami typu B, które mają tendencję do szybkiej i intensywnej ewolucji. Będą one świecić maksymalnie przez 20 milionów lat. Są one około 13 razy masywniejsze od Słońca i osiągają temperaturą około 38 tysięcy i 45 tysięcy stopni Celsjusza – temperatura naszej gwiazdy wynosi około 10 tysięcy stopni Celsjusza.

Astronomowie wskazują, że jonizacja lokalnych chmur prawdopodobnie zniknie w ciągu milionów lat, ponieważ te dodatnio naładowane atomy pochłaniają luźne elektrony w przestrzeni kosmicznej.

A same dwie gwiazdy również nie mają zbyt wiele czasu, naukowcy szacują, że prawdopodobnie zużyją ostatnie zapasy swojego paliwa i przekształcą się w supernowe w ciągu najbliższych kilku milionów lat. Nie będą one stanowić żadnego zagrożenia dla Ziemi, ale mogą stworzyć imponujący pokaz na nocnym niebie.

Emil Gołoś