Почти 4,5 миллиона лет назад две крупные, горячие звезды пролетели в волшебной близости от Солнца. Они оставили после себя след в облаках газа и пыли, кружащихся за пределами нашей Солнечной системы, — почти как аромат духов после того, как кто-то вышел из комнаты.

Такой вывод сделан в ходе нового исследования под руководством Майкла Шалла, астрофизика из Университета Колорадо в Боулдере, и опубликованного 24 ноября в The Astrophysical Journal.

Исследование проливает новый свет на детали космического окружения Земли.

Солнечная система Земли окружена тем, что учёные называют «местными межзвёздными облаками». Эти тонкие сгустки газа и пыли состоят в основном из атомов водорода и гелия и простираются примерно на 30 световых лет, или примерно на 175 триллионов миль, из конца в конец.

Если пройти ещё немного, то окажется, что наше Солнце находится в области галактики, известной как «местный горячий пузырь», где газ и пыль относительно редки.

Шалл отметил, что понимание этих особенностей важно, поскольку они могли повлиять на эволюцию жизни на Земле на протяжении миллионов лет.

«Тот факт, что Солнце находится внутри этого набора облаков, способных защитить нас от ионизирующего излучения, может быть важным фактором, делающим Землю пригодной для жизни сегодня», — сказал Шулл, почётный профессор кафедры астрофизических и планетарных наук в Университете Колорадо в Боулдере.

В новом исследовании он и его коллеги использовали ряд уравнений, или моделей, для каталогизации сил, которые формировали наш уголок галактики с течением времени.

Группа детально исследовала две звезды: Эпсилон и Бета Большого Пса.

Сегодня эти звёзды находятся в передней и задней частях созвездия Большого Пса. Согласно расчётам учёных, они, вероятно, пролетели мимо нашего Солнца около 4,4 миллиона лет назад на расстоянии 30–35 световых лет, что по космическим меркам очень близко.

При этом эти звёзды, гораздо более горячие, чем Солнце, испускали мощное ультрафиолетовое излучение . Это излучение «ионизировало» местные облака, отрывая электроны от атомов водорода и гелия и оставляя им положительный заряд — след, который учёные видят и сегодня.

«Если вспомнить 4,4 миллиона лет назад, то эти две звезды были бы в четыре-шесть раз ярче современного Сириуса и, без сомнения, самыми яркими звёздами на небе», — сказал Шулл.

Пазл

Исследование раскрывает тайну, которая десятилетиями озадачивала учёных.

Когда несколько десятилетий назад исследователи впервые начали изучать область космоса за пределами нашей Солнечной системы, в том числе с помощью космического телескопа «Хаббл», они обнаружили нечто странное: около 20% атомов водорода и 40% атомов гелия в местных облаках были ионизированы, в частности, количество ионизированного гелия казалось необычно высоким.

В текущем исследовании Шулл и его коллеги намеревались составить список небесных явлений, которые могли способствовать этой ионизации.

Команда вернулась во времени, чтобы смоделировать, как выглядели окрестности Земли миллионы лет назад. Это сложная задача, отчасти потому, что Солнце проносится сквозь местный газ в галактике со скоростью 58 000 миль в час.

«Это своего рода пазл, все части которого движутся», — сказал Шулл. «Солнце движется. Звёзды уносятся прочь от нас. Облака уплывают».

Группа сообщает, что по меньшей мере шесть источников могли способствовать ионизации облаков вокруг нашей Солнечной системы. Среди них три небольших белых карлика. Сам горячий пузырь также мог сыграть свою роль.

Шулл объяснил, что эта пустота в космосе, вероятно, образовалась в результате взрыва от 10 до 20 звёзд, превратившихся в сверхновые — это похоже на выдувание пузырей в стакан молока. Эти взрывы разогрели газ внутри горячего пузыря. Этот горячий газ и сегодня продолжает испускать ультрафиолетовое и рентгеновское излучение, которое обжигает облака вокруг Солнечной системы Земли.

Чувствуя тепло

Эпсилон и Бета Большого Пса, вероятно, внесли такой же вклад в ионизацию местных облаков Солнца, как и горячий газ в местном пузыре.

Эти звёзды, которые сегодня находятся более чем в 400 световых годах от Земли, относятся к B-звёздам, которые, как правило, живут быстро и бурно. Эпсилон и Бета Большого Пса будут гореть не дольше 20 миллионов лет. Они примерно в 13 раз массивнее нашего Солнца и пылают при температуре около 38 000 и 45 000 градусов по Фаренгейту соответственно, что делает Солнце, температура которого составляет около 10 000 градусов по Фаренгейту, по сравнению с ними холодным.

Шулл отметил, что ионизация местных облаков, скорее всего, исчезнет через миллионы лет, поскольку эти положительно заряженные атомы будут подхватывать блуждающие электроны в космосе.

У самих Эпсилон и Бета Большого Пса осталось не так много времени. По оценкам Шалла, эти звёзды, вероятно, исчерпают своё топливо и превратятся в сверхновые в ближайшие несколько миллионов лет.

По словам Шулла, они не будут представлять никакой опасности для Земли, но станут причиной впечатляющего светового шоу — если кто-то сможет его увидеть.

«Взрыв сверхновой так близко осветит небо, — сказал он. — Она будет очень, очень яркой, но достаточно далекой, чтобы не представлять смертельной угрозы».

Соавторами нового исследования являются Рейчел Карран из Университета Северной Каролины, Майкл Топпинг из Университета Аризоны и Джонатан Славин из Гарвардского и Смитсоновского центра астрофизики.

Контакты, администрация и авторы