Примерно 4,5 миллиона лет назад Солнечная система прошла в опасной близости от двух интенсивно ярких звезд, что оставило «призрачный шрам» в окружающем пространстве в виде избытка ионизированного гелия. Это событие объясняет, почему локальная среда вокруг нас обладает значительно более высоким уровнем энергии, чем предсказывали предыдущие теоретические модели. Астрофизик Майкл Шалл из Колорадского университета в Боулдере опубликовал результаты этого исследования 24 ноября в журнале «The Astrophysical Journal», предоставив решение давней научной загадки.
Проблема, с которой столкнулись ученые, заключалась в необъяснимой ионизации локальной межзвездной среды — лоскутного образования из газа и пыли, простирающегося примерно на 30 световых лет от Солнца. Данные, накопленные с 1990-х годов, в том числе полученные с помощью спутника NASA Extreme Ultraviolet Explorer, указывали на серьезный дисбаланс: атомы гелия лишались электронов почти в два раза быстрее, чем ожидалось по отношению к водороду. Поскольку для ионизации гелия требуется более мощное излучение, чем для водорода, а излучение Солнца недостаточно для такого эффекта, источник этой энергии долгое время оставался неизвестным.
Виновниками этой аномалии оказались две бело-голубые звезды: Бета Большого Пса (Beta Canis Majoris) и Эпсилон Большого Пса (Epsilon Canis Majoris). В настоящее время они находятся на расстоянии 400 световых лет от Солнечной системы и обозначают передние и задние лапы созвездия Большого Пса. Однако компьютерное моделирование показало, что во время сближения, произошедшего миллионы лет назад, эти звезды прошли в пределах всего 30 световых лет от Солнца. В ту эпоху они были моложе, горячее и ярче, затмевая даже Сириус и становясь двумя самыми яркими объектами на земном небе.
Для реконструкции траекторий движения звезд команда исследователей использовала данные спутника Европейского космического агентства Hipparcos, миссия которого завершилась в 1993 году и позволила нанести на карту более миллиона звезд. Объединив информацию о звездном движении с уточненными моделями звездной эволюции и атмосфер, ученые смогли «отмотать время назад». Выяснилось, что излучение этих звезд ионизировало местные облака с интенсивностью, в 100 раз превышающей современные показатели.
Период прохождения звезд совпал с эрой существования Люси, знаменитого предка человека, чей полный окаменелый скелет был найден в Эфиопии в 1974 году. Майкл Шалл отметил, что если бы Люси посмотрела вверх, она увидела бы Бету и Эпсилон Большого Пса как самые яркие звезды на небосводе. Это древнее астрономическое событие сформировало радиационный фон, следы которого наблюдаются до сих пор.
Механизм, оставивший «шрам» в космосе, связан с процессом рекомбинации, когда газ возвращается в нейтральное состояние, и электроны вновь присоединяются к ионам. Шалл сравнил поведение протонов и электронов с «танцполом», где партнеры танцуют вместе, а затем разлетаются. Высокоэнергетические фотоны от сблизившихся звезд воздействовали преимущественно на гелий, создавая наблюдаемый сегодня дисбаланс.
Помимо влияния звезд Большого Пса, структура локальных облаков была сформирована ударными волнами от взрывающихся звезд в регионе Скорпиона-Змееносца, массивного звездного скопления в 300 световых годах от Земли. Также вклад в ионизацию вносит «Местный пузырь» — область горячего газа, раздутая сверхновыми и простирающаяся на 1000 световых лет. Дополнительными источниками ультрафиолетового излучения были идентифицированы три конкретных остатка белых карликов: G191-B2B, Feige 24 и HZ 43A.
Открытие имеет значение и для прогнозирования будущего Земли. В данный момент локальные облака служат щитом, защищающим планету от высокоэнергетических частиц, способных разрушать озоновый слой. Однако Солнце постепенно дрейфует за пределы этой защитной зоны. По оценкам ученых, выход из облаков произойдет в период от 2000 до нескольких десятков тысяч лет, после чего Земля подвергнется «большой дозе радиации».
Изображение носит иллюстративный характер
Проблема, с которой столкнулись ученые, заключалась в необъяснимой ионизации локальной межзвездной среды — лоскутного образования из газа и пыли, простирающегося примерно на 30 световых лет от Солнца. Данные, накопленные с 1990-х годов, в том числе полученные с помощью спутника NASA Extreme Ultraviolet Explorer, указывали на серьезный дисбаланс: атомы гелия лишались электронов почти в два раза быстрее, чем ожидалось по отношению к водороду. Поскольку для ионизации гелия требуется более мощное излучение, чем для водорода, а излучение Солнца недостаточно для такого эффекта, источник этой энергии долгое время оставался неизвестным.
Виновниками этой аномалии оказались две бело-голубые звезды: Бета Большого Пса (Beta Canis Majoris) и Эпсилон Большого Пса (Epsilon Canis Majoris). В настоящее время они находятся на расстоянии 400 световых лет от Солнечной системы и обозначают передние и задние лапы созвездия Большого Пса. Однако компьютерное моделирование показало, что во время сближения, произошедшего миллионы лет назад, эти звезды прошли в пределах всего 30 световых лет от Солнца. В ту эпоху они были моложе, горячее и ярче, затмевая даже Сириус и становясь двумя самыми яркими объектами на земном небе.
Для реконструкции траекторий движения звезд команда исследователей использовала данные спутника Европейского космического агентства Hipparcos, миссия которого завершилась в 1993 году и позволила нанести на карту более миллиона звезд. Объединив информацию о звездном движении с уточненными моделями звездной эволюции и атмосфер, ученые смогли «отмотать время назад». Выяснилось, что излучение этих звезд ионизировало местные облака с интенсивностью, в 100 раз превышающей современные показатели.
Период прохождения звезд совпал с эрой существования Люси, знаменитого предка человека, чей полный окаменелый скелет был найден в Эфиопии в 1974 году. Майкл Шалл отметил, что если бы Люси посмотрела вверх, она увидела бы Бету и Эпсилон Большого Пса как самые яркие звезды на небосводе. Это древнее астрономическое событие сформировало радиационный фон, следы которого наблюдаются до сих пор.
Механизм, оставивший «шрам» в космосе, связан с процессом рекомбинации, когда газ возвращается в нейтральное состояние, и электроны вновь присоединяются к ионам. Шалл сравнил поведение протонов и электронов с «танцполом», где партнеры танцуют вместе, а затем разлетаются. Высокоэнергетические фотоны от сблизившихся звезд воздействовали преимущественно на гелий, создавая наблюдаемый сегодня дисбаланс.
Помимо влияния звезд Большого Пса, структура локальных облаков была сформирована ударными волнами от взрывающихся звезд в регионе Скорпиона-Змееносца, массивного звездного скопления в 300 световых годах от Земли. Также вклад в ионизацию вносит «Местный пузырь» — область горячего газа, раздутая сверхновыми и простирающаяся на 1000 световых лет. Дополнительными источниками ультрафиолетового излучения были идентифицированы три конкретных остатка белых карликов: G191-B2B, Feige 24 и HZ 43A.
Открытие имеет значение и для прогнозирования будущего Земли. В данный момент локальные облака служат щитом, защищающим планету от высокоэнергетических частиц, способных разрушать озоновый слой. Однако Солнце постепенно дрейфует за пределы этой защитной зоны. По оценкам ученых, выход из облаков произойдет в период от 2000 до нескольких десятков тысяч лет, после чего Земля подвергнется «большой дозе радиации».
