Миллионы лет назад две звезды пролетели мимо Солнечной системы, оставив глубокие шрамы
- Около 4,5 миллиона лет назад две звезды, Бета Большого Пса и Эпсилон Большого Пса, приблизились к Солнцу на расстояние примерно 30 световых лет, оставив повышенную ионизацию в космическом пространстве.
- Эти звезды испускали мощное ультрафиолетовое излучение, которое ионизировало атомы водорода и гелия, что объясняет аномальный уровень ионизации в локальной межзвездной среде, обнаруженный астрономами.
Ученые обнаружили причину странного явления в окрестностях Солнечной системы - избытка ионизированного гелия в космическом пространстве. Компьютерное моделирование показало, что около 4,5 миллиона лет назад две яркие звезды прошли на опасно близком расстоянии от нашего светила, оставив после себя невидимый "шрам" из заряженных частиц.
Что произошло миллионы лет назад вблизи Солнца?
Исследователи из Университета Колорадо в Боулдере под руководством астрофизика Майкла Шалла использовали компьютерные модели, чтобы проследить траектории звезд в прошлом. Оказалось, что два голубовато-белых светила – Бета Большого Пса и Эпсилон Большого Пса – приблизились к Солнцу на расстояние примерно 30 световых лет. Это произошло в эпоху, когда на Земле жила Люси – древний предок человека, чьи останки нашли в Эфиопии в 1974 году, пишет 24 Канал со ссылкой на Live Science.
Смотрите также Что-то изменило орбиту Земли миллионы лет назад, и ученые имеют об этом предположение
В то время обе звезды были моложе, горячее и ярче, чем сейчас. Их мощное ультрафиолетовое излучение затопило окружающее космическое пространство, ионизировав атомы водорода и гелия с интенсивностью, в сто раз превышающей современные показатели. Если бы наши далекие предки посмотрели на ночное небо, они увидели бы эти две звезды как самые яркие объекты – даже ярче Сириуса.
Сегодня эти звезды обозначают передние и задние ноги созвездия Большой Пес и находятся на расстоянии более 400 световых лет от нас. Но их визит надолго оставил заметный след в виде повышенной ионизации вокруг Солнечной системы.
Созвездие Большой Пес / Фото Star Registration
В течение десятилетий астрономы не могли объяснить одну странную особенность локальной межзвездной среды – разреженной смеси газа и пыли, простирающейся примерно на 30 световых лет от Солнца.
Наблюдения, которые проводились еще с 1990-х годов с помощью космического телескопа NASA Extreme Ultraviolet Explorer, показали необычно высокий уровень ионизации в этой области. Особенно это касалось гелия – его атомы были лишены электронов почти вдвое чаще, чем атомы водорода.
Этот рисунок показывает локальный пузырь, который окружает нашу солнечную систему. Межзвездное облако ионизированного газа проходит через пузырь как "шрам" / Фото Леа Хустак (STScI)
Такая неровность удивила ученых, ведь для ионизации гелия требуется значительно более энергичное излучение, чем для водорода. Радиации нашего Солнца недостаточно, чтобы объяснить такой эффект на больших расстояниях от нашей звезды. Исследователи уже знали о других источниках ионизирующего излучения – три соседних белых карлика и Локальную Пузырь, огромную область горячего газа диаметром около 1000 световых лет, образованную взрывами сверхновых. Но этого все еще было недостаточно для полного объяснения.
Команда Шалла рассчитала свойства и ультрафиолетовое излучение двух звезд, используя данные спутника Hipparcos Европейского космического агентства, который картографировал позиции более миллиона светил. Зная их современное расположение и скорость движения, ученые смогли проследить их пути назад во времени.
Моделирование показало, что локальные газовые облака подверглись интенсивному облучению именно во время сближения звезд. Со временем газ постепенно возвращался к более нейтральному состоянию через процесс, который называется рекомбинацией – свободные электроны снова присоединяются к ионам и образуют атомы. Шалл сравнил это с танцевальной площадкой, где протоны и электроны танцуют вместе, иногда соединяясь, иногда разделяясь.
Однако этот процесс требует времени, а постоянное воздействие излучения из других источников поддерживает газ частично ионизированным. Более энергичные фотоны преимущественно ионизировали именно гелий, что и объясняет наблюдаемый дисбаланс.
Хотя данные о движении звезд были доступны уже десятилетиями, разгадать эту тайну удалось лишь сейчас. Прогресс в ультрафиолетовых и рентгеновских наблюдениях, усовершенствованные модели звездной эволюции и мощность современных компьютеров наконец позволили собрать все частицы головоломки вместе.
Какое это имеет значение для нас?
Результаты исследования, опубликованы в Astrophysical Journal, могут иметь важное значение для Земли. Локальные газовые облака помогают защищать нашу планету от высокоэнергетических частиц, которые блуждают по галактике и могут разрушать озоновый слой.
Но Солнце не останется в этих облаках навсегда. Ученые подсчитали, что через 2000 – 20000 лет наше светило может выйти из этой защитной зоны. По словам Шалла, тогда Земля получит значительную дозу космической радиации.
Исследователь отмечает, что проблема еще не полностью решена. Остается много вопросов о том, как именно атомы в разреженных облаках меняли свое состояние между ионизированным и нейтральным по мере того, как звезды приближались, проходили мимо и отдалялись. Но ученые уверены, что движутся по правильному пути к окончательному ответу.