Milyen hatással lehetnek a bolygókra a szoros csillagközelítések a Tejútrendszerben?

4826

A Tejútrendszer központjában a csillagok sokkal sűrűbben helyezkednek el, mint a korong külső részén, ahol a Nap is található. Az ma még nyitott kérdés, hogy mennyiben befolyásolja ez a kozmikus tülekedés a bolygók fejlődését.

Művészi illusztráció a Tejút korongjáról és a zsúfolt központi dudorról. (ESO / NASA / JPL-Caltech / M. Kornmesser / R. Hurt)

Egy új kutatás szerint a központi dudor csillagainak több mint a fele átél viszonylag szoros közelítéseket – amik elég szorosak ahhoz, hogy az esetleges bolygórendszerükre hatással legyenek: akár 35 alkalommal is egymilliárd év alatt. Ez jelentős befolyással lehet a fiatal világok fejlődésére.

Míg másutt több ezer exobolygót találtak, a galaxis szívében csak nagyon keveset. Ennek oka részben az, hogy a zsúfolt központi térséget nehéz megfigyelni. A Nap a galaxis központjától több mint 25 ezer fényévre kering, és egy 1500 fényévnél nagyobb távolságra lévő exobolygó észlelése nehézkes lehet. Az ez idáig felfedezett exobolygók többségét a NASA Kepler-űrtávcsöve észlelte úgynevezett tranzit módszerrel, amelynek során olyan bolygókat keresnek, amelyek többször elhaladnak a Föld és a csillaguk között. A 10 ezer fényévnél távolabb lévő világokat azonban már mind a ritka mikrolencsézés észlelése során találták: a módszer lényege, hogy a rendszer gravitációs hatása folytán rövid időre elhajlítja, és ezzel felerősíti egy háttércsillag fényét.

A fentiekből következik, hogy nem lehet pontosan tudni, mennyi bolygó lehet a Tejút szívében. Egy új tanulmányban Moiya McTier (Columbia University) arról számolt be, hogy a dudor nem a legjobb környezet a fejlődő világok számára.

A központi dudor csillagainak kölcsönhatásait vizsgálva arra jutott, hogy nagyjából 80 százalékuk átesett már egy szoros közelségen. Valójában a dudor csillagainak fele egymilliárd év alatt nem csak egyszer, de akár több tucatszor is 1000 csillagászati egységen belül közelít meg egy másik csillagot – ez kisebb távolság, mint a Naprendszerben az Oort-felhő belső széle.

A dudorban lévő csillagok közel harmadának volt 100 csillagászati egységnél szorosabb találkozója, ami Naprendszerünkre vetítve nagyjából a Kuiper-öv távolsága, ahol a Pluto és a többi törpebolygó kering. Egy maroknyi, kevesebb, mint 1-5 ezer csillagnak volt 10 csillagászati egységen belüli közelítése, ami nagyjából a Szaturnusz távolsága Naprendszerünkben.

Az ábra a Naprendszert mutatja a Naptól az Oort-felhőig, amely egyesek szerint a Naprendszer legkülső határa. A diagramon a távolságokat logaritmikus skálán ábrázolták, vagyis a 100-tól 1000 csillagászati egységig terjedő távolság az ábrán ugyanakkorának látszik, mint a 10 és 100 csillagászati egység közötti. Az Oort-felhő belső széle feltételezhetően 1000 csillagászati egységre van a Naptól. (Forrás: NASA / JPL-Caltech)

A bolygók a csillaguk születése utáni első néhány tízmillió évben alakulnak ki a korong formában hátramaradt csillaganyagból. A csillagok általában csoportokban, úgynevezett csillaghalmazokban születnek, és idővel eltávolodnak egymástól. Ha a csillagok a bölcsőben sűrűn helyezkednek el, már azelőtt befolyásolhatják egymás bolygóinak kialakulását, hogy azok megszületnének. A csillagbölcsőkben történő szoros közelítéseket már sok tanulmány vizsgálta, de a galaxis központjának hasonló eseményeit kevesebb.

„Az jutott eszembe, hogy talán más eredményre jutnánk a galaktikus dudort, vagyis a galaxisnak azt a részét vizsgálva, ahol a csillagok gyorsabbak, közelebb vannak egymáshoz, és kiszámíthatatlanabb pályán mozognak.” – mondja McTier.

Míg a korábbi tanulmányok idealizált pályán mozgó csillagokkal számoltak, az új vizsgálat valószerűbb példákon alapul. A csillagok szoros közelsége azt eredményezheti, hogy szokatlan pályára kényszerülnek a galaktikus központ körül, és így még több közelítésre kerülhet sor.

„Sok közülük nem elliptikus, hanem szögletesebb, X-alakú vagy éppen rózsára emlékeztető pályán mozog, olyasmin, mint amit a spirográf rajzol.” – mondja McTier.

McTier munkája nem számszerűsíti, hogy mennyire erősen hatnak a csillagvendégek a kialakulóban lévő bolygókra, de alapot szolgáltat a további kutatásokhoz. Más, korábbi vizsgálatok már kimutatták, hogy a közeli csillagok katasztrofális hatással lehetnek egymás bolygóira.

„Lehetséges, hogy a szoros közelítések során elszakadnak a bolygók a csillaguktól, instabil pályára kerülve kiszabadulnak a rendszerből, belezuhannak a csillagba, vagy akár megakadályozzák a további bolygóformálódási folyamatokat.” – mondja McTier.

Az új tanulmányt a brit Királyi Csillagászati Társaság havonta megjelenő kiadványában (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society) tették közzé.

Művészi illusztráció egy porból és gázból álló korongról, amelyből bolygók alakulnak ki. (Forrás: NASA /JPL – Caltech)

Maxwell Cai (Leiden Observatory) szerint árnyalt a helyzet, mert a betolakodó csillagok akár segíthetik is a bolygók növekedését. A látogatás nyomán fellépő árapály-erők kis gravitációs változásokat idézhetnek elő a por- és gázkorongban, ami segítheti a csomók bolygóvá alakulását. A betolakodó csillag azonban el is párologtathatja a bolygó kialakulásához szükséges gázt és port, esetleg széttépheti a korong egy részét, vagy az egész korongot.

A már kialakult bolygók túlélhetik a viszonylag szoros közelítéseket, egészen addig, amíg a gravitációs erők nem túl nagyok, vagyis amíg a csillag nem merészkedik túl közel hozzájuk. „Ha enyhe a perturbáció, akkor a fiatal bolygó ellenállhat neki – legalábbis egy ideig.” – mondja Cai.

Egy 1000 csillagászati egységre elhaladó látogató már komoly veszélyt jelenthet a bolygókra. A Naprendszert körülvevő Oort-felhő apró, jeges égitestjei kimaradtak a bolygók születéséből. Ezek a hosszú periódusú üstökösök több ezer vagy akár több millió év alatt kerülik meg a Napot, és többségük nem kerül a Föld közelébe. Egy csillaglátogató azonban befelé, az újszülött bolygók irányába indíthatja egy részüket, amelyek később, akár több millió év múlva a bolygóknak ütközhetnek.

A következő lépés McTier és munkatársai számára az, hogy még részletesebb, több csillagtípussal és korongstabilitási tényezővel számoló modellt készítsenek. „Ha ezt mind figyelembe vesszük, megtudhatjuk, mennyi bolygó maradhat életben a Tejútrendszer galaktikus dudorjában.” – írják a tanulmányban.

Forrás: Sky & Telescope

Hozzászólás

hozzászólás