Gwiazda Scholza z gwiazdozbioru Jednorożca otarła się o Układ Słoneczny
W czasach, kiedy współcześni ludzie zaczęli migrację z Afryki do Eurazji około 70 000 lat temu, Czerwony karzeł i jego mniejszy towarzysz brązowy karzeł, wirowały po Obłoku Oorta czyli zewnętrznej części Układu Słonecznego.
Większość kosmosu jest pusta. Więc po galaktyce wirowały setki miliardów gwiazd, ponieważ duże odległości pomiędzy nimi nie powodowały przeważnie żadnych fizycznych zbliżeń. Nawet bliskie spotkania są bardzo nieliczne.
Ale badania w pobliżu gwiazd o niskiej masie, które wirują w dysku galaktyki pokazały, że przestrzeń może nie być aż tak pusta jak wcześniej sądzono.
W roku 2014 astronom Eric Mamajek (z University of Rochester) słyszał o niewyraźnej gwieździe, podczas pewnej rozmowy. Gwiazda ta, nazywana gwiazdą Scholza (WISE 0720-0846), wzbudziła jego zainteresowanie: jest blisko - zaledwie 20 lat świetlnych od Ziemi i porusza się zaskakująco wolno po niebie.
Artystyczna wizja układu podwójnego zwanego Gwiazdą Scholz'a.
Słońce na tym obrazie widoczne jest jako mały punkt świecący po lewej stronie od gwiazd.
Foto: © Michael Osadciw / University of Rochester
Nie oznacza to, że w ogóle nie jest w ruchu, ale że pewna część tego ruchu jest ukryta w jej prędkości radialnej, ruch wzdłuż naszej linii wzroku i do płaszczyzny nieba. Wówczas stało się jasne, że gwiazda niedawno przeszła blisko Układu Słonecznego i teraz szybko się oddala.
Patrząc na orientacyjną odległość gwiazdy i jej prędkość, Mamajek szybko wywnioskował, że gwiazda prawie na pewno przyspieszyła w pobliżu Słońca dziesiątki tysięcy lat temu.
Aby dokładniej obliczyć trajektorię gwiazd i zobaczyć, jak blisko Słońca przeleciały w przeszłości, Eric Mamajek potrzebował danych na temat aktualnej pozycji gwiazd i ich ruchu, zarówno wzdłuż jak i do płaszczyzny nieba. Zespół kierowany przez Adama Burgassera z University of California w San Diego zebrał dla niego niezbędne dane.
Właściwy ruch gwiazd wzdłuż płaszczyzny nieba może być mierzony tylko wtedy, kiedy wyczeka się na tyle długo, aby gwiazda znacznie zmieniła swoją pozycję. Na szczęście już od 1955 z pomocą przyszła naukowcom klisza fotograficzna. Między 1955 a 2014 rokiem gwiazda przesunęła się o około 6 sekund. (Dla porównania, jeśli uniesiemy mały palec w kierunku nieba, długość ramienia obejmie pełen zakres, lub 3.600 sekundy kątowej.)
Grafika przedstawiająca zaburzenia w Obłoku Oorta, które prawdopodobnie powstaną w wyniku przelatującej gwiazdy w odległości 0,6 lat świetlnych od Ziemi za 500 000 lat jak twierdzą naukowcy z Max Planck Institute w Niemczech.
Foto: © www.dailymail.co.uk
Zespół Burgassera dokonał pomiaru paralaksy gwiazdy - czyli ruchu tam i z powrotem, jaki widzimy w przypadku Ziemi poruszającej się z jednego do drugiego końca swojej orbity - co dało aktualną odległość gwiazdy. Spektroskopia natomiast wykazała nieznaczne przesunięcia w linii Dopplera widma gwiazd, w miarę oddalania się od nas, dostarczając informacje o prędkości radialnej gwiazd.
Ku swojemu zdziwieniu zespół Burgassera wykazał, że gwiazda Scholza jest czerwoną gwiazdą klasy M, która posiada również mniejszego towarzysza w postaci brązowego karła.
Z całej tej układanki Mamajek i jego koledzy wyśledzili wszystkie możliwe ścieżki ruchu gwiazdy Scholza. Zespół badawczy dokonał symulacji 10 000 możliwych orbit gwiazdy, tak aby wziąć pod uwagę maksymalną ilość możliwości jej położenia, odległości i prędkości, a także wpływu pola grawitacyjnego Drogi Mlecznej.
Wszystkie te symulacje wskazują, że na 98 procent gwiazda przeszła przez zewnętrzną część Obłoku Oorta. Jej najbliższe podejście odbyło się prawdopodobnie pomiędzy 0,6 i 1,2 lat świetlnych od Ziemi, kiedy otarła się o nasz Układ Słoneczny 70 000 lat temu pędząc 83 kilometry na sekundę.
Do tej pory głównym kandydatem do najbliższego przelotu obok Ziemi była tak zwana "rogue star" czyli HIP 85605, odkryta przez Coryn Bailer-Jones z Max Planck Institute of Astronomy, który badał i analizował trajektorię 50 000 pobliskich gwiazd. Przewiduje się, że gwiazda HIP 85605 może przejść w okolicach Słońca od 0,13 do 0,65 lat świetlnych za jakieś 240 000 do 470 000 lat czyli około 0,04 do 0,2 parseków od Ziemi.
Mamajek wraz z kolegami wykazali jednak, że pierwotna odległość HIP 85605 została prawdopodobnie niedoszacowana.
Najbliższa nam gwiazda, poza Słońcem oczywiście, to Proxima Centauri, która położona jest w odległości około 40 bilionów kilometrów od Ziemi.
Popularnym sposobem zapisywania tej odległości jest cyfra "40 × 1012 km".
Sonda Voyager opuściła Układ Słoneczny pędząc z prędkością 59 550 km/h. Przy tej prędkości dotarcie do Proxima Centauri zajęłoby jej 80 000 lat.
Foto: © www.nasa.gov
ailer-Jones zgadza się z oceną zespołu Mamajka na temat "rogue star". Ale ostrzega, że choć gwiazda Scholza jest obecnie rekordzistką, nie należy się jej tak kurczowo trzymać. Kolejna gwiazda znajdująca się około 63 lata świetlne od Ziemi i znana jako Gliese 710, znajdzie się za 1,4 miliona lat w odległości 1,1 roku świetlnego (tj. 70 tysięcy j.a.) od Ziemi. Przynajmniej tak wskazuje ruch własny, odległość i prędkość radialna tej gwiazdy zmierzone przez satelitę Hipparcos.
Zatem odkrycie jeszcze jednej gwiazdy przechodzącej blisko Ziemi może okazać się całkiem interesujące. "Nie są to wcale badania statystyczne" mówi Mamajek. Jednak twierdzi, że może to być przykładem wielu innych nieodkrytych jeszcze gwiazd, których trajektorie mogą przebiegać blisko Słońca.
Europejska Agencja Kosmiczna wyniosła niedawno satelitę Gaia aby nakreślić odległości i prędkości miliardów gwiazd, ze szczególnym uwzględnieniem gwiazd o niskiej masie.
Jakie następstwa mogą mieć takie przeloty gwiazd? Otóż bliskie spotkania mogą zaburzyć ruchy komet w obłoku Oorta, kręcąc nimi w różnych kierunkach i wysyłając niektóre z nich w naszą stronę. "Ale nie ma potrzeby się martwić", mówi współautor badań Henri Boffin (European Space Observatory). "Nawet jeśli Obłok Oorta zostałby zaburzony przez przelatującą gwiazdę, to i tak komety potrzebowałyby milionów lat, aby dotrzeć do Ziemi."
