Prije gotovo 4,5 milijuna godina dvije velike, iznimno užarene zvijezde prošle su kozmički blizu Suncu i ostavile mjerljiv trag u oblacima plina i prašine na rubu Sunčeva sustava. Novo istraživanje pod vodstvom astrofizičara Michaela Shulla sa Sveučilišta Colorado Boulder pokazuje da je njihovo ultraljubičasto zračenje snažno izmijenilo međuzvjezdano okruženje u kojem se danas nalazi Sunce.
Sunčev sustav nalazi se unutar struktura koje astronomi nazivaju lokalni međuzvjezdani oblaci. To su rijetke nakupine plina i prašine sastavljene ponajprije od atoma vodika i helija, duge oko 30 svjetlosnih godina, što odgovara oko 280 bilijuna kilometara. Iza te zone počinje regija poznata kao “local hot bubble“, područje galaksije u kojem je plina i prašine vrlo malo. Shull naglašava da razumijevanje te strukture nije samo kartiranje susjedstva u Mliječnoj stazi, nego i potencijalno važan dio priče o životu na Zemlji.
“Činjenica da se Sunce nalazi unutar skupa oblaka koji nas mogu štititi od ionizirajućeg zračenja možda je važan dio toga što Zemlju čini nastanjivom danas”, rekao je Shull, profesor emeritus na Odsjeku za astrofizičke i planetarne znanosti Sveučilišta Colorado Boulder.
U novom radu istraživači su primijenili niz matematičkih modela kako bi pratili sile koje su tijekom milijuna godina oblikovale ovaj dio Mliječne staze. Posebno su se usredotočili na dva izvora zračenja: zvijezde Epsilon Canis Majoris i Beta Canis Majoris. Danas se te zvijezde nalaze u prednjoj i stražnjoj “nozi” zviježđa Canis Major, Velikog psa, no proračuni tima pokazuju da su prije oko 4,4 milijuna godina projurile pored Sunca na udaljenosti od samo 30 do 35 svjetlosnih godina, što je u kozmičkim razmjerima vrlo blizak susret. Budući da su mnogo toplije od Sunca, emitirale su snažno ultraljubičasto zračenje koje je ioniziralo lokalne oblake, kidajući elektrone s atoma vodika i helija i ostavljajući iza sebe pozitivno nabijene ione. Taj se trag i danas vidi u mjerenjima.
“Ako se vrati misao 4,4 milijuna godina unatrag, te bi dvije zvijezde na nebu bile četiri do šest puta sjajnije nego što je danas Sirius, daleko najsjajnija zvijezda na nebu”, istaknuo je Shull.
Zagonetka ioniziranog vodika i helija
Još prije nekoliko desetljeća, kada su astronomi počeli detaljno proučavati prostor neposredno izvan Sunčeva sustava, uključujući i opažanja svemirskog teleskopa Hubble, naišli su na neočekivanu sliku. Procjene su pokazale da je oko 20 posto atoma vodika i oko 40 posto atoma helija u lokalnim oblacima ionizirano. Posebno je udio ioniziranog helija izgledao neobično visok. U novoj studiji Shull i suradnici pokušali su sastaviti popis svih nebeskih izvora koji su mogli pridonijeti takvoj razini ionizacije.
Za to je bilo potrebno doslovno “vratiti vrijeme unatrag” i rekonstruirati kako je izgledalo Sunčevo susjedstvo prije nekoliko milijuna godina. Zadatak otežava činjenica da se Sunce velikom brzinom probija kroz lokalni međuzvjezdani plin, oko 93 000 kilometara na sat.
“To je svojevrsna slagalica u kojoj se svi dijelovi miču”, opisao je Shull. “Sunce se giba. Zvijezde jure od nas. Oblaci polako odlaze.” Unatoč toj dinamičnoj slici, tim je uspio izdvojiti najmanje šest izvora koji su vjerojatno sudjelovali u ionizaciji plina oko Sunčeva sustava. Među njima su tri mala bijela patuljka, ali i sama struktura “local hot bubble“.
Prema Shullu, to gotovo prazno prošireno područje u međuzvjezdanom mediju najvjerojatnije je nastalo serijom od 10 do 20 eksplozija supernova, “kao kada se u čašu mlijeka upuhuju mjehurići”. Te su eksplozije zagrijale plin unutar te šupljine do vrlo visokih temperatura. Vrući plin i danas emitira ultraljubičasto zračenje i rendgenske zrake koje dodatno zagrijavaju i ioniziraju oblake na rubu Sunčeva sustava. Proračuni pokazuju da su Epsilon i Beta Canis Majoris vjerojatno pridonijele ionizaciji lokalnih oblaka otprilike jednako koliko i taj vrući plin u “local hot bubble”.
B-zvijezde kratkog, burnog života
Danas se Epsilon i Beta Canis Majoris nalaze na udaljenosti većoj od 400 svjetlosnih godina od Zemlje. Riječ je o zvijezdama spektralnog tipa B, masivnim i vrlo visokih temperatura, koje žive kratko i intenzivno. Takve zvijezde sagorijevaju svoje nuklearno gorivo mnogo brže od zvijezda nalik Suncu i imaju životni vijek od najviše oko 20 milijuna godina. Procjene pokazuju da su Epsilon i Beta Canis Majoris oko 13 puta masivnije od Sunca, s površinskim temperaturama od oko 21 000 stupnjeva Celzija i oko 25 000 stupnjeva Celzija. Za usporedbu, Sunčeva površina ima oko 5 500 stupnjeva Celzija, pa u tom društvu izgleda relativno “hladno”.
Ionizacija u lokalnim oblacima, naglašava Shull, neće ostati trajno stanje. U razdobljima koja slijede, tijekom milijuna godina, pozitivno nabijeni atomi vodika i helija postupno će ponovno hvatati slobodne elektrone u međuzvjezdanom prostoru i vraćati se u neutralno stanje. Zvijezde Epsilon i Beta Canis Majoris same su, međutim, već u završnoj fazi života. Prema procjenama, u sljedećih nekoliko milijuna godina potrošit će preostalo gorivo i završiti kao supernove.
Ni jedna od tih budućih eksplozija neće predstavljati opasnost za Zemlju, ali se očekuje spektakularan prizor na nebu, ako tada bude promatrača. “Supernova koja eksplodira na toj udaljenosti osvijetlit će nebo”, rekao je Shull. “Bit će jako, jako sjajna, ali dovoljno daleko da ne bude smrtonosna.”
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
