In unserem Sonnensystem finden regelmäßig „enge Begegnungen“ mit anderen Sternen statt - die letzte vor etwa 70.000 Jahren und die nächste wahrscheinlich in 240.000 bis 470.000 Jahren. Während dies wie ein "Wenig und Weit voneinander entfernt" klingt, ist es in kosmologischer Hinsicht ziemlich regelmäßig. Es ist auch wichtig zu verstehen, wann diese Begegnungen stattfinden werden, da bekannt ist, dass sie Störungen in der Oort-Wolke verursachen und Kometen zur Erde senden.
Dank einer neuen Studie von Coryn Bailer-Jones, einem Forscher des Max-Planck-Instituts für Astronomie, haben Astronomen jetzt Schätzungen verfeinert, wann die nächsten Begegnungen stattfinden werden. Nachdem er Daten vom Gaia-Raumschiff der ESA konsultiert hatte, kam er zu dem Schluss, dass das Sonnensystem im Laufe der nächsten 5 Millionen Jahre 16 Begegnungen erwarten kann, und eine besonders enge!
Für die Studie - die kürzlich in der Zeitschrift erschien Astronomie & Astrophysik Unter dem Titel „Die vollständig korrigierte Rate stellarer Begegnungen mit der Sonne ab der ersten Veröffentlichung von Gaia-Daten“ - Dr. Bailer Jones verwendete Gaia-Daten, um die Bewegungen von mehr als 300.000 Sternen in unserer Galaxie zu verfolgen, um zu sehen, ob sie jemals näher kommen würden genug für das Sonnensystem, um eine Störung zu verursachen.
Wie bereits erwähnt, sind diese Arten von Störungen in der Geschichte des Sonnensystems viele Male aufgetreten. Um eisige Objekte aus ihrer Umlaufbahn in der Oort-Wolke - die sich bis zu etwa 15 Billionen km (100.000 AU) von unserer Sonne erstreckt - zu entfernen und sie in das innere Sonnensystem zu schleudern, müsste ein Stern passieren innerhalb von 60 Billionen km (37 Billionen Meilen; 400.000 AE) von unserer Sonne entfernt.
Obwohl diese engen Begegnungen kein wirkliches Risiko für unser Sonnensystem darstellen, ist bekannt, dass sie die Kometenaktivität erhöhen. Wie Dr. Bailer-Jones dem Space Magazine per E-Mail erklärte:
„Ihr möglicher Einfluss besteht darin, die Oort-Kometenwolke, die unsere Sonne umgibt, aufzurütteln, was dazu führen könnte, dass einige in das innere Sonnensystem gedrückt werden, wo sie möglicherweise auf die Erde einwirken könnten. Aber die langfristige Wahrscheinlichkeit, dass ein solcher Komet die Erde trifft, ist wahrscheinlich geringer als die Wahrscheinlichkeit, dass die Erde von einem erdnahen Asteroiden getroffen wird. Sie stellen also keine größere Gefahr dar. "
Eines der Ziele der 2013 gestarteten Gaia-Mission war es, im Verlauf ihrer fünfjährigen Mission präzise Daten über Sternpositionen und -bewegungen zu sammeln. Nach 14 Monaten im Weltraum wurde der erste Katalog veröffentlicht, der Informationen zu mehr als einer Milliarde Sternen enthielt. Dieser Katalog enthielt auch die Entfernungen und Bewegungen von über zwei Millionen Sternen über den Himmel.
Durch die Kombination dieser neuen Daten mit vorhandenen Informationen konnte Dr. Bailer-Jones die Bewegungen von rund 300.000 Sternen relativ zur Sonne über einen Zeitraum von fünf Millionen Jahren berechnen. Wie er erklärte:
„Ich habe die Umlaufbahnen der von Gaia beobachteten Sterne (im sogenannten TGAS-Katalog) zeitlich vor- und zurückverfolgt, um zu sehen, wann und wie nahe sie der Sonne kommen würden. Ich habe dann die sogenannte "Vollständigkeitsfunktion" von TGAS berechnet, um herauszufinden, welcher Teil der Begegnungen bei der Umfrage übersehen worden wäre: TGAS sieht keine schwächeren Sterne (und die hellsten Sterne werden derzeit aus technischen Gründen ebenfalls weggelassen ), aber mit einem einfachen Modell der Galaxie kann ich abschätzen, wie viele Sterne es fehlt. Wenn ich dies mit der tatsächlichen Anzahl der gefundenen Begegnungen kombiniere, könnte ich die Gesamtrate der Begegnungen mit Sternen schätzen (d. H. Einschließlich derjenigen, die nicht tatsächlich gesehen wurden). Dies ist notwendigerweise eine ziemlich grobe Schätzung, da sie eine Reihe von Annahmen beinhaltet, nicht zuletzt das Modell für das, was nicht gesehen wird. “
Daraus konnte er eine allgemeine Schätzung der Rate der Begegnungen mit Sternen in den letzten 5 Millionen Jahren und für die nächsten 5 Millionen Jahre ableiten. Er stellte fest, dass die Gesamtrate etwa 550 Sterne pro Million Jahre innerhalb von 150 Billionen km und etwa 20 Sterne näher als 30 Billionen km liegt. Dies führt zu einer möglichen engen Begegnung alle 50.000 Jahre oder so.
Dr. Bailor-Jones bestimmte auch, dass von den 300.000 Sternen, die er beobachtete, 97 innerhalb von 150 Billionen km (93 Billionen Meilen; 1 Million AU) unseres Sonnensystems passieren würden, während 16 innerhalb von 60 Billionen km kommen würden. Während dies nahe genug wäre, um die Oort-Wolke zu stören, würde nur ein Stern besonders nahe kommen. Dieser Stern ist Gliese 710, ein gelber Zwerg vom Typ K, der sich etwa 63 Lichtjahre von der Erde entfernt befindet und etwa halb so groß wie unsere Sonne ist.
Laut der Studie von Dr. Bailer-Jones wird dieser Stern in 1,3 Millionen Jahren und in einer Entfernung von nur 2,3 Billionen km (1,4 Billionen Meilen; 16.000 AU) an unserem Sonnensystem vorbeiziehen. Dies wird es gut in der Oort-Wolke platzieren und wahrscheinlich viele eisige Planetesimale in langperiodische Kometen verwandeln, die auf die Erde zusteuern könnten. Darüber hinaus hat Gliese 710 im Vergleich zu anderen Sternen in unserer Galaxie eine relativ langsame Geschwindigkeit.
Während die durchschnittliche Relativgeschwindigkeit von Sternen bei ihrer nächsten Annäherung auf etwa 100.000 km / h geschätzt wird, wird Gliese 710 eine Geschwindigkeit von 50.000 km / h haben. Infolgedessen hat der Stern genügend Zeit, um seinen Gravitationseinfluss auf die Oort-Wolke auszuüben, die möglicherweise viele, viele Kometen zur Erde und zum inneren Sonnensystem senden könnte.
In den letzten Jahrzehnten wurde dieser Stern von Astronomen gut dokumentiert, und sie waren sich bereits ziemlich sicher, dass er in Zukunft eine enge Begegnung mit unserem Sonnensystem erleben würde. Frühere Berechnungen ergaben jedoch, dass es innerhalb von 3,1 bis 13,6 Billionen km (1,9 bis 8,45 Billionen Meilen; 20.722 bis 90.910 AE) von unserem Sternensystem entfernt sein würde - und das mit einer Sicherheit von 90%. Dank dieser jüngsten Studie wurden diese Schätzungen auf 1,5 bis 3,2 Billionen km verfeinert, wobei 2,3 Billionen km am wahrscheinlichsten sind.
Auch wenn es so klingt, als ob diese Pässe auf einer zu großen Zeitskala liegen, um in Bezug auf die astronomische Geschichte von Belang zu sein, ist dies ein regelmäßiges Ereignis. Und obwohl nicht garantiert ist, dass jede Begegnung Kometen in unsere Richtung schleudert, ist das Verständnis, wann und wie diese Begegnungen stattgefunden haben, für das Verständnis der Geschichte und Entwicklung unseres Sonnensystems von wesentlicher Bedeutung.
Es ist auch wichtig zu verstehen, wann eine enge Begegnung als nächstes stattfinden könnte. Angenommen, wir sind noch da, wenn ein anderer stattfindet, und wenn wir wissen, wann dies wahrscheinlich ist, können wir uns auf das Schlimmste vorbereiten - d. H. Wenn ein Komet auf Kollisionskurs mit der Erde gesetzt ist! Andernfalls könnte die Menschheit diese Informationen nutzen, um eine wissenschaftliche Mission zur Untersuchung der Kometen vorzubereiten, die uns geschickt werden.
Die zweite Veröffentlichung von Gaia-Daten ist für nächsten April geplant und enthält Informationen zu geschätzten 1 Milliarde Sternen. Das sind 20-mal so viele Sterne wie im ersten Katalog und etwa 1% der Gesamtzahl der Sterne in der Milchstraße. Der zweite Katalog wird auch Informationen über viel weiter entfernte Sterne enthalten, die Rekonstruktionen von bis zu 25 Millionen Jahren in die Vergangenheit und Zukunft ermöglichen.
Wie Dr. Bailer-Jones angedeutet hat, hat die Veröffentlichung von Gaia-Daten den Astronomen erheblich geholfen. "[I] t verbessert nicht wesentlich das, was wir vorher hatten, sowohl in Bezug auf die Anzahl der Sterne als auch in Bezug auf die Präzision", sagte er. "Aber dies ist wirklich nur ein Vorgeschmack auf das, was in der zweiten Datenveröffentlichung im April 2018 erscheinen wird, wenn wir Parallaxen und richtige Bewegungen für rund eine Milliarde Sterne bereitstellen (500-mal so viele wie in der ersten Datenveröffentlichung)."
Mit jeder neuen Version werden die Schätzungen der Bewegungen der Sterne der Galaxie (und des Potenzials für enge Begegnungen) weiter verfeinert. Es wird uns auch helfen, aufzuzeichnen, wann große Kometenaktivitäten im Sonnensystem stattgefunden haben und wie dies eine Rolle bei der Entwicklung der Planeten und des Lebens selbst gespielt haben könnte.
