Voor ons zonnestelsel gebeuren er regelmatig "close-encounters" met andere sterren - de laatste vinden zo'n 70.000 jaar geleden plaats en de volgende zal waarschijnlijk 240.000 tot 470.000 jaar later plaatsvinden. Hoewel dit klinkt als een soort 'weinige en verre tussen', is het in kosmologische termen vrij normaal. Begrijpen wanneer deze ontmoetingen zullen plaatsvinden, is ook belangrijk omdat bekend is dat ze verstoringen veroorzaken in de Oort-wolk, waardoor kometen naar de aarde worden gestuurd.
Dankzij een nieuwe studie van Coryn Bailer-Jones, een onderzoeker van het Max Planck Institute for Astronomy, hebben astronomen nu verfijnde schattingen gemaakt over wanneer de volgende close-encounters plaatsvinden. Na de gegevens van het Gaia-ruimtevaartuig van ESA te hebben geraadpleegd, kwam hij tot de conclusie dat het zonnestelsel in de loop van de volgende 5 miljoen jaar 16 nauwe ontmoetingen kan verwachten, en een bijzonder nabije!
Ter wille van de studie - die onlangs in het tijdschrift verscheen Astronomie en astrofysica onder de titel "De volledigheid-gecorrigeerde snelheid van stellaire ontmoetingen met de zon vanaf de eerste Gaia-gegevensversie" - gebruikte Dr. Bailer Jones Gaia-gegevens om de bewegingen van meer dan 300.000 sterren in onze melkweg te volgen om te zien of ze ooit dichtbij zouden komen genoeg voor het zonnestelsel om een storing te veroorzaken.
Zoals opgemerkt, zijn dit soort verstoringen in de geschiedenis van het zonnestelsel vele malen voorgekomen. Om ijzige objecten uit hun baan in de Oortwolk - die zich uitstrekt tot ongeveer 15 biljoen km (100.000 AU) van onze zon - te verjagen en ze naar het binnenste zonnestelsel te laten slingeren, wordt geschat dat een ster zou moeten passeren binnen 60 biljoen km (37 biljoen mijl; 400.000 AU) van onze zon.
Hoewel deze nauwe ontmoetingen geen reëel risico vormen voor ons zonnestelsel, is het bekend dat ze de komeetactiviteit verhogen. Zoals Dr. Bailer-Jones via e-mail aan Space Magazine uitlegde:
“Hun potentiële invloed is het opschudden van de Oort-wolk van kometen die onze Zon omringen, wat ertoe zou kunnen leiden dat sommigen in het innerlijke zonnestelsel worden geduwd, waar de kans bestaat dat ze de aarde zouden kunnen beïnvloeden. Maar de kans op lange termijn dat een dergelijke komeet de aarde raakt, is waarschijnlijk lager dan de kans dat de aarde wordt geraakt door een asteroïde in de buurt van de aarde. Dus ze vormen niet veel meer gevaar. "
Een van de doelen van de Gaia-missie, die in 2013 van start ging, was het verzamelen van nauwkeurige gegevens over stellaire posities en bewegingen tijdens haar vijfjarige missie. Na 14 maanden in de ruimte werd de eerste catalogus uitgebracht, die informatie bevatte over meer dan een miljard sterren. Deze catalogus bevatte ook de afstanden en bewegingen langs de hemel van meer dan twee miljoen sterren.
Door deze nieuwe gegevens te combineren met bestaande informatie, kon Dr. Bailer-Jones de bewegingen van ongeveer 300.000 sterren ten opzichte van de zon over een periode van vijf miljoen jaar berekenen. Zoals hij uitlegde:
'Ik volgde de banen van sterren die door Gaia zijn waargenomen (in de zogenaamde TGAS-catalogus) heen en weer in de tijd, om te zien wanneer en hoe dicht ze bij de zon zouden komen. Vervolgens heb ik de zogenaamde 'volledigheidsfunctie' van TGAS berekend om erachter te komen welk deel van de ontmoetingen door de enquête zou zijn gemist: TGAS ziet geen zwakkere sterren (en de allerhelste sterren worden momenteel ook weggelaten, om technische redenen) ), maar met behulp van een eenvoudig model van de Melkweg kan ik inschatten hoeveel sterren het mist. Door dit te combineren met het werkelijke aantal gevonden ontmoetingen, zou ik de totale snelheid van stellaire ontmoetingen kunnen schatten (dat wil zeggen inclusief degenen die niet daadwerkelijk zijn gezien). Dit is noodzakelijkerwijs een nogal ruwe schatting, aangezien het een aantal aannames omvat, niet in de laatste plaats het model voor wat niet wordt gezien. ”
Hieruit kon hij een algemene schatting maken van het aantal stellaire ontmoetingen in de afgelopen 5 miljoen jaar en voor de volgende 5 miljoen jaar. Hij stelde vast dat de totale snelheid ongeveer 550 sterren per miljoen jaar bedraagt, binnen 150 biljoen km, en ongeveer 20 dichterbij dan 30 biljoen km. Dit komt neer op ongeveer één potentiële ontmoeting om de 50.000 jaar of zo.
Dr. Bailor-Jones bepaalde ook dat van de 300.000 sterren die hij waarnam, 97 daarvan binnen 150 biljoen km (93 biljoen mijl; 1 miljoen AU) van ons zonnestelsel zouden passeren, terwijl 16 binnen 60 biljoen km zouden komen. Hoewel dit dichtbij genoeg zou zijn om de Oortwolk te verstoren, zou slechts één ster bijzonder dichtbij komen. Die ster is Gliese 710, een K-type gele dwerg op ongeveer 63 lichtjaar van de aarde, ongeveer half zo groot als onze zon.
Volgens de studie van Dr. Bailer-Jones zal deze ster over 1,3 miljoen jaar ons zonnestelsel passeren en op een afstand van slechts 2,3 biljoen km (1,4 biljoen mi; 16.000 AU). Dit zal het ruim binnen de Oortwolk plaatsen en zal waarschijnlijk veel ijzige planetesimalen veranderen in kometen voor de lange termijn die naar de aarde zouden kunnen gaan. Bovendien heeft de Gliese 710 een relatief lage snelheid vergeleken met andere sterren in ons sterrenstelsel.
Terwijl de gemiddelde relatieve snelheid van sterren wordt geschat op ongeveer 100.000 km / h (62.000 mph) bij hun dichtstbijzijnde nadering, zal Gliese 710 een snelheid hebben van 50.000 km / h (31.000 mph). Als gevolg hiervan zal de ster voldoende tijd hebben om zijn zwaartekrachtinvloed uit te oefenen op de Oortwolk, die mogelijk vele, vele kometen naar de aarde en het innerlijke zonnestelsel zou kunnen sturen.
In de afgelopen decennia is deze ster goed gedocumenteerd door astronomen en ze waren er al vrij zeker van dat hij in de toekomst een nauwe ontmoeting met ons zonnestelsel zou ervaren. Eerdere berekeningen gaven echter aan dat het binnen ons 3.1 tot 13.6 biljoen km (1.9 tot 8.45 biljoen mijl; 20.722 tot 90.910 AU) van ons zonnestelsel zou passeren - en met een zekerheid van 90%. Dankzij deze meest recente studie zijn deze schattingen verfijnd tot 1,5–3,2 biljoen km, waarbij 2,3 biljoen km de meest waarschijnlijke is.
Nogmaals, hoewel het klinkt alsof deze passen een te groot tijdsbestek hebben om bezorgd te zijn, komt het, in termen van de astronomische geschiedenis, regelmatig voor. En hoewel niet elke ontmoeting gegarandeerd kometen naar ons toe zal sturen, is het begrijpen van wanneer en hoe deze ontmoetingen zijn gebeurd intrinsiek om de geschiedenis en evolutie van ons zonnestelsel te begrijpen.
Het is ook essentieel om te begrijpen wanneer er vervolgens een hechte ontmoeting kan plaatsvinden. Ervan uitgaande dat we nog steeds in de buurt zijn wanneer er een andere plaatsvindt, kunnen we ons op het ergste voorbereiden als we weten wanneer dit waarschijnlijk zal gebeuren - d.w.z. als een kometen op een aanvaringskoers met de aarde wordt gezet! Als dat niet lukt, kan de mensheid deze informatie gebruiken om een wetenschappelijke missie voor te bereiden om de kometen te bestuderen die onze kant op worden gestuurd.
De tweede release van Gaia-gegevens staat gepland voor april en zal informatie bevatten over naar schatting 1 miljard sterren. Dat is 20 keer zoveel sterren als de eerste catalogus en ongeveer 1% van het totale aantal sterren in de Melkweg. De tweede catalogus zal ook informatie bevatten over veel verder weg gelegen sterren, die reconstructies tot 25 miljoen jaar in het verleden en de toekomst mogelijk zullen maken.
Zoals Dr. Bailer-Jones aangaf, heeft het vrijgeven van Gaia-gegevens astronomen aanzienlijk geholpen. "[I] t verbetert enorm veel van wat we eerder hadden, zowel in aantal sterren als precisie," zei hij. "Maar dit is eigenlijk slechts een voorproefje van wat er zal komen in de tweede dataversie van april 2018, wanneer we parallaxen en de juiste bewegingen zullen bieden voor ongeveer een miljard sterren (500 keer zoveel als in de eerste dataversie)."
Bij elke nieuwe release zullen de schattingen van de bewegingen van de sterren van de melkweg (en de mogelijkheid van nabije ontmoetingen) verder worden verfijnd. Het zal ons ook helpen in kaart te brengen wanneer er grote komeetactiviteit heeft plaatsgevonden binnen het zonnestelsel en hoe dit een rol heeft kunnen spelen in de evolutie van de planeten en het leven zelf.
