Пролёт звезды — это явление, когда другая звезда проходит достаточно близко к нашей солнечной системе, чтобы вызвать некоторые возмущения. В нашей галактике Млечный Путь наше окружение относительно малонаселённо, поэтому пролёты звёзд случаются реже, чем в других частях галактики. Но они всё же происходят.
Наиболее известной, вероятно, является звезда Шольца. Около 70 000 лет назад она прошла через облако Оорта — внешнее хранилище долгопериодических комет и ледяных планетезималей нашей Солнечной системы. Возможно, она вывела некоторые кометы из облака Оорта, но если и так, то мы узнаем об этом через пару миллионов лет. Столько времени потребуется комете, чтобы достичь внутренней Солнечной системы.
Звезда Шольца иллюстрирует риск, связанный с пролётами звёзд. Учёные задавались вопросом, могли ли эти пролёты повлиять на климат Земли в прошлом, изменив орбиту планеты. Новое исследование, принятое к публикации в The Astrophysical Journal, посвящено изучению пролётов звёзд, чтобы выяснить, так ли это. Оно озаглавлено «Отсутствие влияния проходящих звёзд на палеоклиматические реконструкции за последние 56 миллионов лет».
Авторы исследования — Ричард Зеебе и Дэвид Эрнандес. Зеебе из Школы наук об океане и Земле и технологий Гавайского университета, а Эрнандес — из Департамента астрономии Йельского университета. Статья в настоящее время доступна на сервере препринтов arXiv.
«Проходящие звёзды (также называемые пролётами звёзд) оказывают заметное влияние на долгосрочную динамическую эволюцию Солнечной системы, внедрение комет из облака Оорта в Солнечную систему, свойства транснептуновых объектов и многое другое», — пишут авторы. «Основываясь на упрощённой модели Солнечной системы, недавно было высказано предположение, что проходящие звёзды также являются важным фактором палеоклимата до ∼50 миллионов лет назад, включая климатическое событие, называемое Палеоцен-эоценовым термическим максимумом (ПЭТМ) (∼56 миллионов лет назад)».
Палеоцен-эоценовый термический максимум (ПЭТМ)
ПЭТМ сопровождался повышением глобальной температуры на 5–8 °C (9–14 °F) и массовым притоком углерода в атмосферу и океаны. Чтобы температура поднялась, потребовалось 10 000 или 20 000 лет, а продолжалось это событие около 100 000 или 200 000 лет. Эффект для биосферы был огромным: многие морские организмы вымерли, тропические и субтропические регионы распространились к полюсам, появились приматы и другие млекопитающие.
Причина до сих пор обсуждается, и существует несколько гипотез. Они включают вулканические извержения, столкновение с кометой, высвобождение клатратов метана и орбитальные возмущения. Исследователи считают, что гигантские планеты играют важную роль во время пролётов звёзд. Когда мимо проходит блуждающая звезда, гравитационные поля гигантских планет могут усилить эффект пролёта и изменить орбиты меньших планет.
Чтобы выяснить, могли ли пролёты звёзд быть причиной ПЭТМ и других климатических изменений, исследователи использовали современную модель Солнечной системы и случайные звёздные параметры в 400 симуляциях. Общее количество пролётов звёзд составило 1 800.
Другие исследователи, изучавшие тот же вопрос, обнаружили, что пролёты звёзд могли изменить палеоклимат Земли. В 2024 году Кайб и Раймонд писали: «Здесь мы представляем симуляции, которые включают ближайшее звёздное население Солнца, и мы обнаруживаем, что проходящие мимо полевые звёзды изменяют эволюцию орбит всей нашей планетной системы посредством их гравитационных возмущений на гигантских планетах». Они также писали: «Хотя для того, чтобы эффекты звёздных проходов значительно проявили себя, требуются десятки миллионов лет, долгосрочная эволюция орбит Земли и остальных планет связана с этими звёздами».
Однако Зеебе и Эрнандес пришли к другому выводу: «В отличие от Кайба и Раймонда, мы не находим влияния проходящих звёзд на палеоклиматические реконструкции за последние 56 миллионов лет».
Одной из причин разных результатов является полнота моделей, используемых для понимания пролётов. Некоторые модели Солнечной системы, например, исключали Луну.
«Запуск точных современных моделей Солнечной системы, включающих все известные вторичные эффекты, является дорогостоящим с точки зрения вычислений», — пишут авторы. «В результате долгосрочные исследования, например, на шкале времени Gyr, как правило, основаны на упрощённых моделях Солнечной системы или только на внешних планетах».
Используя более полную модель Солнечной системы, Зеебе и Эрнандес показали, что пролёты звёзд, вероятно, не являются причиной резких палеоклиматических сдвигов Земли, таких как ПЭТМ. Они отмечают, что Луна оказывает стабилизирующее воздействие, и модели, которые её исключают, приходят к сомнительным выводам.
«Используя современную модель Солнечной системы, включая вклад Луны и J2 (квадрупольный момент Луны и Солнца), и случайные звёздные параметры, мы не находим влияния проходящих звёзд на палеоклиматические реконструкции за последние 56 миллионов лет», — объясняют авторы. Даже чрезвычайно близкие пролёты, по-видимому, не имеют эффекта.
В прошлом было много пролётов звёзд, и в будущем их будет ещё больше. Оранжевый карлик Глизе 710, как ожидается, приблизится на расстояние 0,1663 световых лет или 10 520 астрономических единиц примерно через 1,29 миллиона лет. У него есть шанс в 86% пройти через облако Оорта, и некоторые исследователи говорят, что это может вызвать рой комет во внутренней Солнечной системе. Может ли этот пролёт вызвать резкое изменение климата на Земле?
Существует большая неопределённость, и понимание прошлого и будущего пролётов звёзд и того, как они могут повлиять на климат Земли, зависит от того, насколько детализированы наши научные модели.
«Наши результаты показывают, что полная физическая модель необходима для точного изучения влияния пролётов звёзд на эволюцию орбит Земли», — заключают авторы.
Предоставлено Universe Today