В поисках Немезиды

Оценка: 0.0 4146 2 Космос

22:59

Является ли наше Солнце частью двойной звездной системы? Невидимая звезда-компаньон по прозвищу "Немезида" может посылать к Земле кометы. Если Немезида существует, новый телескоп NASA, называющийся WISE, должен быть в состоянии обнаружить её.

Сопоставление размеров: наше Солнце, звезда с низкой массой, коричневый карлик, Юпитер и Земля. Звезды с меньшей массой, чем Солнце меньше и прохладнее, и, следовательно, гораздо бледнее в видимой части светового спектра. Коричневые карлики имеют менее 8% от массы Солнца, а этого недостаточно для поддержания реакции синтеза, как у Солнца. Эти холодные шары практически невозможно увидеть в видимом спектре, но они обнаруживаются при просмотре в в инфракрасном спектре. Их диаметр примерно такой же, как у Юпитера, но масса может быть до 80 раз больше, и как преполагается, они могут иметь свои планетарные системы.

Темный объект может скрываться вблизи нашей Солнечной системы, время от времени посылая кометы в её сторону.

Называемый "Nemesis/Немезида" или "Звезда смерти", этот незамеченный объект может быть красной или коричневой звездой-карликом, или ещё более темным присутствием, в несколько раз превышающим массу Юпитера.

Почему ученые считают, что нечто подобное может быть скрыто за пределами нашей Солнечной системы? Первоначально, было предположено, что Немезида виновна в циклических массовых вымираниях на Земле.

Палеонтологи David Raup и Jack Sepkoski утверждают, что в течение последних 250 миллионов лет жизнь на Земле полностью уничтожалась с регулярным циклом в 26 миллионов лет. Возможными виновниками этих катастроф астрономы предполагают кометы.

Наша Солнечная система окружена огромным полем ледяных тел, называемым Облаком Оорта. Если наше Солнце было частью двойной системы, в которой две гравитационно связанных звезды вращаются вокруг общего центра массы, то это взаимодействие может нарушать Облако Оорта на периодической основе, отправляя кометы по направлению к нам.

Удар астероида привел к исчезновению динозавров 65 миллионов лет назад, но и удары мощных комет могут быть одинаково смертельными. Возможно, комета была причиной Тунгусского взрыва в России в 1908 году. Этот взрыв был примерно в тысячу раз сильнее взрыва атомной бомбы, сброшенной на Хиросиму, и по оценкам, 80 миллионов деревьев были повалены на площади более 830 квадратных миль.

Хотя есть сомнения по поводу разрушительной силы космических столкновений, нет никаких доказательств того, что именно кометы являются причиной периодического массового вымирания на нашей планете. Теория периодических вымираний все еще обсуждается, и многие настаивают, что требуется больше доказательств. Но даже если учёные придут к согласию о том, что вымирания не происходят в предсказуемом цикле, то теперь есть другие причины подозревать темного компаньона Солнца.

Cлед Немезиды

Маленький объект на этих двух фото – это коричневый карлик, вращающийся вокруг звезды Gliese 229, находящейся в созвездии Заяц и удалённой на 19 световых лет от Земли, коричневый карлик Глизе 229 примерно в 20-50 раз превышает массу Юпитера.
Изображение: NASA

Недавно обнаруженная карликовая планета Седна имеет экстра-длинную и обычную эллиптическую орбиту вокруг Солнца. Седна является одним из наиболее удаленных наблюдаемых объектов с орбитой в диапазоне между 76 и 975 AU (где 1 AU – расстояние между Землей и Солнцем). Орбита Седны, по оценкам, от 10,5 до 12 тысяч лет. Первооткрыватель Седны, Mike Brown из Калифорнийского технологического института отмечает в статье журнала Discover Magazin, что местоположение Седны в этом месте не имеет смысла.

"Седны там не должно быть", говорит Браун. "У Седны нет возможности оказаться там, где она сейчас наблюдается". Она никогда не приближается так близко к Солнцу, чтобы попасть под его влияние, но и никогда не удаляется достаточно далеко от Солнца, чтобы попасть под влияние других звезд.

"Возможно, массивный невидимый объект отвечает за смещение орбиты Седны, его гравитационное влияние удерживает Седну в этой отдаленной части пространства".

"Мои поиски всегда нацелены на более близкие и быстро движущиеся объекты", заявил Браун журналу Astrobiology Magazin. "Я мог легко упустить что-нибудь столь отдаленное и медленное как Немезида".

John Matese, почетный профессор физики Университета Луизианы в Лафайет, преполагает другую причину существования Немезиды. Вовнутрь солнечной системы кометы прибывают в основном из той же самой области Облака Оорта, и Матис думает, что гравитационное влияние солнечного компаньона разрушает часть облака, рассеивая кометы по его следу. Его расчеты показывают, что масса Немезиды составляет всего от 3 до 5 масс Юпитера, а не 13 масс Юпитера или больше, что некоторые ученые считают обязательным свойством коричневого карлика. Даже с такой, заниженной массой, многие астрономы все еще классифицировали бы её скорее как звезду с низкой массой, чем как планету, так как обстоятельства рождения для звезд и планет отличаются.

"Новым Объектом", отмеченный в этом изображении, является Sedna, карликовая планета с 12 000-летней орбитой вокруг Солнца. Это - тайна, почему у Седны такая удлиненная орбита.

Преполагается , что Облако Оорта лежит на расстоянии около 1 светового года от Солнца. Матис считает, что Немезида удалена на 25000 АС (или около 1-3 световых года). Следующая самая близкая известная звезда к Солнцу - Proxima Centauri, расположенная на расстоянии 4,2 световых лет.

Richard Muller из Калифорнийского университета Беркли первым предложил теорию Немезиды, и даже написал популярную книгу по этой теме. Он считает, что Немезида – красный карлик, удалённый на 1,5 световых года. Многие ученые возражают, что такая широкая орбита должна быть нестабильной и не смогла бы продержаться достаточно долго, чтобы быть причиной катаклизмов в палеонтологической летописи Земли. Но Мюллер говорит, что это и привело к нестабильности орбиты, которая сильно изменилась за миллиарды лет, а в следующий миллиард лет Немезида станет свободной от Солнечной системы.

Двойные звездные системы широко распространены в Галактике. Подсчитано, что одна треть звезд в Млечном Пути – либо двойные, либо более многократные системы.

Красные карлики также распространены: астрономы говорят, что они являются наиболее частым типом звезд в Галактике. Хотя коричневые карлики считаются также распространёнными, но из них есть всего лишь несколько сотен известных на данный момент, потому что их трудно увидеть. Красные и коричневые карлики имеют меньшие размеры и холоднее, чем наше Солнце, и светят тускло. "Красных карликов можно сравнить с красными углями умирающего огня, а коричневых карликов - с цветом горячей золы. Поскольку они такие тусклые, то вполне вероятно, что Солнце может иметь тайного спутника, сколько бы мы не искали на небе на протяжении многих лет с различными приборами.

Новейший телескоп NASA, Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE), может быть в состоянии ответить на вопрос о существовании Немезиды раз и навсегда.

Поиск карликов во тьме

Иллюстрация "Облако Оорта", огромного региона комет, предположительно находящихся на протяжении светового года за пределами Солнца
Изображение: NASA / JPL / Дональд К. Yeoman

WISE смотрит на нашу вселенную в инфракрасной части спектра. Как и космический телескоп Spitzer, WISE охотится за тепловым излучением. Разница в том, что WISE имеет гораздо более широкое поле зрения, и поэтому имеет возможность сканировать большую часть неба в поисках удаленных объектов.

WISE начал сканирование неба 14 января и НАСА недавно опубликовало первые изображения миссии. Миссия отобразит все небо до октября, когда теплоноситель космического корабля закончится.

Часть задачи WISE состоит в поисках коричневых карликов, и НАСА ожидает, оно может найти тысячу из ближних звездных объектов в пределах 25 световых лет нашей солнечной системы.

Davy Kirkpatrick из Центра инфракрасной обработки и аналитики NASA в Калифорнийском технологическом институте ничего не нашёл, когда искал Немезиду с использованием данных от Two Micron All Sky Survey (2MASS). Киркпатрик теперь является частью научной команды WISE, готовой искать вновь любые признаки компаньона нашего Солнца.

Киркпатрик не думает, что Немезида будет красной карликовой звездой с огромной орбитой, описанной Мюллером. По его мнению, описание Немезиды Матиса как объекта с низкой массой ближе к дому, является более вероятным.

"Я думаю, что вероятность того, что Солнце укрывает тайного компаньюна другого вида – не есть сумасшедшая идея", говорит Киркпатрик. "Она может быть далеким объектом с более стабильной, круговой орбитой, незамеченной до сих пор.

Ned Wright, профессор астрономии и физики Калифорнийского университета и главный исследователь миссии WISE, сказал, что WISE сможет легко увидеть объект с массой в несколько раз большей, чем Юпитер и удалённый на 25000 AU, как это было предположено Матисом.

Ученые предполагают, что там может быть много коричневых карликов-звезд как наше Солнце, но коричневые карлики часто слишком холодные, чтобы быть обнаруженными в видимом спектре света. Используя инфракрасный диапазон, миссия WISE сможет найти много коричневых карликов в пределах 25 световых лет от Солнца. Эти две картинки показывают смоделированные данные до и после миссии WISE (звезды не являются реальными). На смоделированной картинке слева показаны известные звезды (белые и желтые) и коричневые карлики (красные) в нашей солнечной окрестности. На рисунке справа показаны дополнительные коричневые карлики, ожидаемые для обнаружения с помощью WISE.

"Это происходит потому, что Юпитер самосветящийся как и коричневый карлик", сказал Райт." Но для планет менее массивных, чем Юпитер, в удалении от солнечной системы WISE будет менее чувствительным.

"Ни Киркпатрик, ни Райт не думают, однако, что Немезида побуждает Облако Оорта к отправке комет к Земле. Потому что они предусматривают более мягкую орбиту, они предпочитают название "Tyche" (хорошая сестра).

Комета "Siding Spring", кажется, проносится через небо как супергерой в этом новом инфракрасном изображении от телескопа NASA Wide-field Infrared Survey Explorer, или WISE. WISE будет искать кометы и астероиды, которые могут создать угрозу для Земли.

Независимо от того, что они ожидают найти, исследования WISE не буду заострять внимание на одном конкретном регионе с неба.

"Самым значимым в миссии WISE, так же как и в 2MASS, является то, что это всенебесный обзор", говорит Киркпатрик. "Будут некоторые области, такие как Galactic Plane, где наблюдения менее чувствительны или более переполненные области, но мы будем искать и в тех областях также. Так что мы не имеем приоритета в определенных направлениях."

"Мы не может ответить на вопрос о Немезиде до середины 2013 года. WISE требуется просканировать небо дважды, для того, чтобы дать возможность астрономам обнаружить объекты, удалённые от солнечной системы. А изменение позиций объектов с момента первой съёмки до второй расскажет астрономам о местоположении объектов и орбит. Затем будет долгий процесс анализа данных."

"Я не сомневаюсь, что мы должны завершить поиски кандидатов в объекты до середины 2012, и после нам, возможно, потребуется до года времени для завершения повторных съёмок этих объектов", говорит Киркпатрик.

Даже если Немезида не будет найдена, телескоп WISE поможет пролить свет на темные уголки Солнечной системы. Телескоп может быть использован для поиска таких карликовых планет, как Плутон, которые вращаются вокруг Солнца на плоскости эклиптики Солнечной системы. Объекты, которые образуют Облако Оорта слишком малы и далеки, и для WISE не видны, но он будет иметь возможность отслеживать потенциально опасные кометы и астероиды ближе к дому.

Автор: Leslie Mullen
Оригинал: Getting WISE About Nemesis
Перевод: daruma

дата: 21.03.2010

www