Как найти родственников нашего Солнца?

22.06.2018

Космос наполнен всевозможными загадками. Во многом благодаря этому он вызывает у нас такой живой интерес. Некоторые из этих тайн ближе к нам в пространстве, другие дальше. Вот, например, совершенно потрясающий факт - мы до сих пор не знаем, откуда произошло Солнце!

Согласно современной модели звёздного образования, эти объекты формируются внутри, в зависимости от размеров, молекулярного облака или гигантского молекулярного облака. Законы космоса в высшей степени жестоки, и эти облака в конечном итоге распыляются или поедаются собственными отпрысками. После этого новорождённые звёзды вместе со своими планетами, если те к тому времени успевают приобрести очертания, могут либо сразу отпочковаться от семьи, либо какое-то время перемещаться вместе, в составе так называемого рассеянного скопления.

 Молекулярное облако Змееносец
Молекулярное облако Змееносец

Со временем гравитационные силы звёзд накапливаются, расшатывают систему, и все они разлетаются по космосу по собственным траекториям. Даже если они рассеются по всей галактике, их можно будет идентифицировать как членов одной семьи. Потому что все они будут одного возраста и практически идентичного химического состава. Разнообразие внутри скопления может быть заметным, однако у звёзд, его составляющих, всегда есть характерные черты, на которые можно обратить внимание.

Объекты пояса Коппера
Объекты пояса Коппера

Большинство звёзд отпадают от облаков сразу, не примыкая к скоплениям, однако у учёных есть свидетельства того, что Солнце какое-то время оставалось внутри такой космической семьи. Во-первых, орбиты некоторых объектов пояса Койпера, в частности, планетоида Седна, указывают на гравитационное взаимодействие с другими звёздами, вероятно, даже плотной их группой. Ничем иным наблюдающуюся траекторию движения этих небесных тел объяснить невозможно. Во-вторых, таковым доказательством  служит излишек тяжёлых элементов внутри Солнца и наличие на Земле урана. Они могли попасть к нам в результате взрыва сверхновой, случившегося в период образования нашей системы. Эта звезда также, скорее всего, была членом нашей семьи, но скоропостижно погибла в силу неких непреодолимых обстоятельств.

Солнце раскаленный газовый шар
Солнце раскаленный газовый шар

Таким образом, у нас достаточно оснований предполагать, что Солнце некогда входило в состав рассеянного скопления. Но учёные, как ни стараются, не могут найти ни одного другого члена этой семьи! Это что-то вроде суслика из фильма "ДМБ" - его никто не видит, но "он там есть".

Какое-то время астрономы считали, что рассеянное скопление Мессье 67, оно же М67, более всего претендует на то, чтобы считаться нашим домом. Оно находится в 2700 световых годах от нас, в созвездии Рака. Это довольно плотная группа, что хорошо согласуется с существующими теориями, и имеет возраст около пяти миллиардов лет. Рассеянные скопления обычно распадаются гораздо быстрее, но для нас важнее, что это приблизительный возраст нашего светила. Измерение этого показателя для Звёзд - дело крайне сложное, поэтому существует специальная шкала погрешностей. Однако мы всё равно укладываемся в заданные ею рамки.

 Рассеянное скопление M67-01w
Рассеянное скопление M67-01w

Таким образом, М67 подходит по возрасту и плотности, но её орбитальное движение по Млечному пути сильно отличается от пути Солнца. Этот факт до сих пор поддерживает накал оживлённой научной дискуссии. С одной стороны, это вряд ли можно считать серьёзной проблемой. Из-за того что члены рассеянного скопления взаимодействуют гравитационно, звезда может быть выброшена из него в любую сторону. Её орбитальные параметры могут быть какими угодно. С другой стороны, Солнце должно было испытать чрезмерное выталкивающее воздействие, чтобы оказаться на своей нынешней траектории. Настолько сильное, что наша звезда не смогла бы удержать рядом с собой свои планеты.

То есть тот факт, что солнышко светит нам в окошко, свидетельствует против нашей принадлежности к М67. Но, опять же, только в том случае, если "изгнание" не произошло очень рано. На этом этапе даже сравнительно нежного воздействия хватило бы на то, чтобы отправить Солнце восвояси. Неясностей в этом вопросе, как видим, хватает. И дополнительная информация определённо не помешает.

К счастью, в 2013 году учёные запустили в работу две программы, которые могут помочь нам в этом вопросе. Первый - это космический телескоп "Gaia" европейского космического агентства, вторая - проект GALAH, реализующийся Австралийской астрономической обсерваторией. В рамках обеих программ происходит сбор астрометрических и астрохимических данных о поистине колоссальном количестве звёзд. Составляется база данных их движения, химического состава, положения в пространстве.

Астрометрия неплохо определяет состав прошлых и нынешних рассеянных скоплений, так как звёзды в них, как правило, движутся вместе. И даже если родственники Солнца успели по какой-то причине разлететься в разные стороны, можно использовать текущие положения звёзд для определения изначальной дислокации скопления.

Астрохимия также может оказаться нашим джокером в решении этой загадки. Как мы уже знаем, внутри Солнца после взрыва сверхновой оказалось достаточно много металлов, а это значит, что схожий состав может быть и у его родственников. Нужно просто найти звёзды, подходящие под уже имеющееся описание!

Самая далекая звезда из известных галактик GN-z11
Самая далекая звезда из известных галактик GN-z11

Gaia собирает астрометрические и астрохимические данные миллиардов звёзд, находясь на околоземной орбите. GALAH специализируется на астрохимии, и работает в более скромных, миллионных масштабах. С поверхности Земли, не из космоса. Оба проекта завершат сбор информации в течение нескольких следующих лет. После этого в дело вступят астрономы, которые будут искать некий смысл в колоссальных объёмах собранных данных.

В рамках этих двух программ мы описываем и присваиваем характеристики гигантскому, невообразимому количеству звёзд. Человечеству пока не удалось найти ни одного птенца из выводка нашего Солнца, но на данный момент это самый большой наш шанс на установление родства.