Звёздное рандеву: как встреча Солнца с гигантами 4,4 млн лет назад могла повлиять на жизнь на Земле

Астрономы обнаружили, что примерно 4,4 миллиона лет назад Солнце пережило тесное сближение с двумя невероятно горячими массивными звёздами. Это открытие стало возможным благодаря «шраму», оставленному этим событием в завихряющихся облаках газа и пыли прямо за пределами Солнечной системы. Это исследование не только раскрывает больше о ближайшем космическом окружении нашей системы, но и может пролить свет на то, как особенности этой среды повлияли на эволюцию жизни на Земле.

Чтобы совершить это открытие, команда астрономов должна была учесть движение «локальных межзвёздных облаков», протянувшихся примерно на 30 световых лет, движение самого Солнца и звёзд-пришельцев, которые сейчас находятся в 400 световых годах от Земли в передней и задней «ногах» созвездия Большого Пса. Это сложная задача, ведь одно только Солнце мчится сквозь пространство со скоростью 93 000 км/ч, что примерно в 75 раз быстрее скорости звука у поверхности Земли.

«Это своего рода головоломка, где все части движутся», — заявил в своём заявлении руководитель группы Майкл Шалл из Университета Колорадо в Боулдере. «Солнце движется. Звёзды удаляются от нас. Облака дрейфуют».

За пределами локальных межзвёздных облаков и их разреженных сгустков атомов водорода и гелия в виде газа и пыли, Солнечная система находится внутри региона Млечного Пути, относительно свободного от такой материи, — так называемого «Местного горячего пузыря».

Понимание этих регионов может быть важным для осознания того, как жизнь на Земле получила необходимые условия для процветания. «Тот факт, что Солнце находится внутри этого набора облаков, которые могут защитить нас от ионизирующего излучения, может быть важной частью того, что делает Землю обитаемой сегодня», — пояснил Шалл.

Чтобы исследовать это влияние, Шалл и его коллеги занялись моделированием сил, которые сформировали наш регион Галактики. Это потребовало пристального изучения двух звёзд в Большом Псе, известных как Эпсилон Большого Пса (Адхара) и Бета Большого Пса (Мирцам). Команда выяснила, что, вероятно, эти две звезды промчались мимо Солнца примерно 4,4 миллиона лет назад, приблизившись к нашей звезде на расстояние до 30 световых лет. Хотя по земным меркам это огромное расстояние, эквивалентное примерно 281 триллиону километров, в космических масштабах и в галактике шириной 105 700 световых лет это тесное сближение.

Учёные утверждают, что такое близкое прохождение сделало бы эти звёзды весьма заметными с Земли. «Если оглянуться на 4,4 миллиона лет назад, эти две звезды были бы в четыре-шесть раз ярче, чем Сириус сегодня, безусловно самыми яркими звёздами на небе», — сказал Шалл.

Эти звёзды значительно больше Солнца, каждая примерно в 13 раз массивнее. Они также намного горячее: их температура достигает 25 000 градусов Цельсия, что делает температуру Солнца в 5 500 градусов относительно умеренной. Когда эти массивные, мощные, но недолговечные звёзды прошли через наш космический «задний двор», они испускали мощное ультрафиолетовое излучение, которое вырывало электроны из атомов в локальных межзвёздных облаках — процесс, называемый «ионизацией». Удаление отрицательно заряженных электронов оставило эти атомы водорода и гелия с положительным зарядом — тот самый «шрам», который смогла обнаружить команда.

Исследование команды разрешает давнюю загадку локальных межзвёздных облаков, возникшую, когда астрономы ранее обнаружили, что 20% атомов водорода и 40% атомов гелия в этих сгустках газа и пыли были ионизированы — необычно высокий уровень ионизации, особенно для гелия.

Команда предполагает, что в ионизации этих облаков звёздам помогали как минимум четыре других источника ультрафиолетового излучения. Среди них — три белых карлика (тип звёздных остатков, остающихся после смерти звёзд размером с Солнце) и сам Местный горячий пузырь.

Считается, что эта область с пониженной плотностью газа и пыли была очищена взрывными смертями в виде сверхновых от 10 до 20 звёзд. Эти сверхновые нагрели газ, заставив Местный горячий пузырь испускать ионизирующее излучение в форме рентгеновских и ультрафиолетовых лучей, «прожаривая» локальные межзвёздные облака вокруг Солнечной системы.

Ионизация этих облаков не будет длиться вечно; она будет исчезать по мере того, как атомы водорода и гелия восстанавливают свой нейтральный электрический заряд, захватывая свободные электроны. Этот процесс может занять несколько миллионов лет.

Эпсилон и Бета Большого Пса также живут в долг. В то время как 4,6-миллиардлетнее Солнце проживёт ещё около 5 миллиардов лет, прежде чем угаснет как белый карлик, массивные звёзды, подобные этим, сжигают своё термоядерное топливо гораздо быстрее. Вероятно, обе звезды вспыхнут как сверхновые в течение ближайших нескольких миллионов лет.

Хотя они слишком далеки, чтобы представлять какой-либо риск для Земли, взрывные смерти этих звёзд могут устроить впечатляющее зрелище для любой жизни, всё ещё остающейся на нашей планете. «Сверхновая, взрывающаяся так близко, озарит небо», — сказал Шалл. «Она будет очень, очень яркой, но достаточно далёкой, чтобы не быть смертельной».

Это открытие рисует динамичную и взаимосвязанную картину нашего галактического окружения. Мы привыкли думать о Солнечной системе как о чём-то статичном, но она движется сквозь меняющийся звёздный ландшафт, где случайные встречи могут оставлять долговременные следы. «Шрам» ионизации — это не просто астрономический курьёз; это прямое свидетельство того, что наша космическая среда формируется мощными, хоть и невидимыми невооружённым глазом, процессами.

Защитный кокон из частично ионизированных облаков, в который сейчас погружено Солнце, возможно, сыграл решающую роль, смягчая жёсткое галактическое излучение и позволив хрупкой химии жизни развиваться на Земле в относительно спокойных условиях. Таким образом, наша планета обязана своим существованием не только удачному расположению в зоне обитаемости, но и временному убежищу, созданному звёздными ветрами и взрывами далёкого прошлого.

В следующий раз, когда вы взглянете на две ярчайшие точки в созвездии Большого Пса, помните: это не просто далёкие солнца. Это древние странники, чей мимолётный визит в нашу космическую окрестность миллионы лет назад мог стать одним из скрытых условий для вашего собственного появления.