Наша Вселенная очень опасна, и жизнь на любой планете сталкивается с многочисленными угрозами своему существованию, включая возможность того, что планету вообще выбросит из её звёздной системы. Одна группа исследователей провела подсчёты и обнаружила, что Земля почти полностью застрахована от такой катастрофы.
Один быстрый удар
Гравитация может быть весьма и весьма сложной. В один момент она удерживает планету на орбите вокруг звезды, надёжно прикованную к этому животворному теплу на миллиарды лет. В следующий момент, та же самая гравитация стремительно отправляет планету в глубины межзвёздного пространства, обречённую блуждать по ледяным пустошам нашей галактики, при этом всякая жизнь на этой планете быстро и навсегда исчезает.
Гравитация настолько сложна, потому что на самом деле она довольно сложна. Когда есть всего два объекта – скажем, массивная звезда и одна маленькая планета – вся математика сводится чуть ли ни к одной формуле. Как только планета оказывается на стабильной орбите, она будет оставаться на месте в течение миллиардов и миллиардов лет без отклонений, регулярные ритмы её движения повторяются, подобно шестерёнкам огромного часового механизма.
Но что будет, если добавить в смесь третий объект? Наступит хаос. Проблема попыток предсказать движение трёх объектов, взаимодействующих посредством гравитации, была печально известна на протяжении нескольких веков, и на протяжении веков интеллектуальные тяжеловесы пытались найти решение и терпели неудачу. Проблема в том, что с тремя объектами любое небольшое отклонение или сдвиг может привести к огромным изменениям за удивительно короткий промежуток времени.
Другими словами, то, что в один момент кажется спокойным, крутым и собранным – скажем, тот факт, что Земля безмятежно вращается вокруг Солнца в течение миллиардов лет – может стать опасно нестабильным в следующий момент.
Но пока всё хорошо, правда? Остальные планеты Солнечной системы относительно малы, и, хотя они изменяют и влияют на орбиту Земли незаметным образом, они не вызывают полного разрушения и общей дестабилизации. Всё будет хорошо в ближайшие миллиарды лет, пока ничего массивного – скажем, блуждающая звезда – не приблизится к нашей Солнечной системе.
Опасная зона
Оказывается, иногда соседние звезды действительно подходят близко к нашей Солнечной системе, и когда они приближаются слишком близко, это неприятно.
Когда звезда приближается к Солнечной системе, она может повлиять на орбиту Земли. Когда Земля и нарушитель находятся рядом, наша планета может получить немного энергии, лёгкое гравитационное натяжение поводка от иностранного гостя. Влияние может быть не сильным, но если это происходит год за годом, Земля может накапливать энергию, перемещаясь дальше от Солнца, за пределы “обитаемой зоны”.
И с достаточным количеством таких воздействий Земля потенциально может получить столько энергии, что она достигнет космической скорости, которая позволит ей покинуть Солнечную систему в мгновение ока.
К счастью, этого сценария не было в последние четыре миллиарда лет (очевидно, потому что мы всё ещё здесь), но это не значит, что этого не может произойти в нашем будущем. Недавно пара астрономов приступила к моделированию воздействия проходящей звезды на орбиту Земли, сообщив о своих результатах в статье, опубликованной на сайте arXivOrg.
Они рассмотрели все возможные сценарии: разные массы звёзд, приближающиеся под разными углами со всеми видами скоростей, чтобы увидеть, какие обстоятельства потенциально могут вывести нас из зоны обитаемости – и положить конец жизни на нашей планете в том виде, в котором мы её знаем.
Как правило, чем быстрее звезда проходит через нашу Солнечную систему, тем лучше для нас; такой звезде просто не хватает времени, чтобы по-настоящему изменить нашу орбиту. Если звезда движется хотя бы так же быстро, как Земля вращается вокруг Солнца (чуть более 106 000 км/ч), то она должна пройти в пределах орбиты Юпитера, чтобы иметь приличный шанс сбить нас с нашей орбиты; в противном случае её гравитационное влияние слишком несущественно. Но медленно движущиеся звёзды могут вызвать гораздо больше проблем: им нужно только обогнуть границы Солнечной системы, чтобы вызвать кровавую бойню.
Естественно, критична и масса проходящей звезды и угол вхождения. Если звезда движется по плоскости нашей Солнечной системы, у неё есть много шансов подойти достаточно близко к Земле, чтобы дестабилизировать нас.
Выжившие
Затем исследователи взяли эти результаты и применили их к нашим галактическим окрестностям, используя наши знания о положениях, массах и скоростях ближайших к нам звёзд. Они обнаружили, что в среднем вероятность дестабилизации орбиты нашей планеты составляла 1/15 000 за всю нашу 4-миллиардную историю. Другими словами, из каждых 10 000 планет земного типа в нашем районе только одна пострадала от катастрофы.
Но всё становится намного хуже в оживлённом компактном центральном выступе Млечного Пути. Со всеми этими звёздами вероятность гравитационной катастрофы в 160 раз выше.
В общем, мы в относительной безопасности. Новая работа даёт информацию о поисках жизни на далёких экзопланетах. Центр галактики – в целом недружелюбное место, рассадник высокоэнергетического излучения и космических лучей. И теперь мы знаем, что он также полон потенциально смертельных взаимодействий между звёздами, достаточно близкими, чтобы сбить живые миры с их орбит. Если жизнь и сумела зародиться в каком-либо из миров, ей предстоит тяжёлое время.
