Не все научные открытия облегчают понимание устройства Вселенной. Согласно последним исследованиям астрономов, определить место рождения Солнца стало еще сложнее. По мнению исследователей, местом зарождения звезды могло быть плотное звездное скопление.
Ученые полагают, что Солнце родилось в свободной ассоциации из тысяч звезд, подобной скоплению NGC 2244 в туманности Розетки. Однако сложные алгоритмы компьютерного моделирования могут помочь в получении более достоверных знаний.
Два варианта рождения звезд в Солнечной системе
Новые компьютерные модели молодых звезд позволили сделать вывод о том, что существуют два пути формирования Солнечной системы. Солнце могло образоваться в спокойной, большой ассоциации из десятков тысяч звезд или на основе компактного скопления с примерно 1000 звезд типа Плеяд.
Получение достоверных данных о том, как именно образуется звезда, может повлиять на будущие перспективы многих астрономических исследований и науки о космосе в целом. Если звезда рождается в окружении множества массивных братьев и сестер, которые взрываются как сверхновые, прежде чем скопление распространится, то в составе звезды будет больше тяжелых элементов для построения планет.
Чтобы определить место образования звезды, астрономы учитывали химию Солнечной системы, ее форму и многие другие факторы. Большинство астрономов, изучающих место рождения Солнца, считают наиболее вероятным сценарий мягкой, большой ассоциации.
Насколько велика может быть Солнечная система
Но большинство предыдущих исследований не включали такой фактор, как движение звезд во времени. Поэтому астрофизики Сюзанна Пфальцнер и Кирстен Винке из Института радиоастрономии имени Макса Планка в Бонне (Германия) провели тысячи компьютерных симуляций, чтобы увидеть, как часто различные виды молодых звездных «семей» создают солнечные системы, подобные нашей.
Главной особенностью Солнечной системы было расстояние до самой далекой планеты от звезды. Планетообразующие диски могут простираться на сотни астрономических единиц (это параметр AU, который равен расстоянию между Землей и солнцем). Теоретически планеты должны быть способны образовываться до самого края системы. Но планетарный материал Солнца в основном упакован внутри орбиты Нептуна.
Моделирование помогло решить ряд загадок
В 2018 году Пфальцнер и ее коллеги показали, что проходящая мимо звезда могла бы усечь и исказить внешний край Солнечной системы. И произойти это могло давным-давно. Если это так, то появятся зацепки на восстановление данных о среде рождения Солнца. Проблема в том, чтобы точно смоделировать группировки - достаточно плотные, чтобы звездные полеты происходили регулярно, но не настолько плотные, чтобы столкновения происходили слишком часто и уничтожали диски до того, как смогут вырасти планеты.
"Мы надеялись, что получим один ответ", - говорит Пфальцнер. - "Оказалось, что есть две возможности. И они кардинально отличаются друг от друга".
Новое исследование – лишь дополнение к дискуссии
Большие ассоциации имеют больше звезд, но они разрознены и практически не взаимодействуют. Эти ассоциации могут оставаться в покое до 100 миллионов лет. Компактные скопления, с другой стороны, предполагают более интенсивные столкновения между молодыми звездами и не существуют так долго. Звезды отталкивают друг друга в течение нескольких миллионов лет.
Новое исследование не охватывает все аспекты того, как плотное скопление могло повлиять на зарождающуюся Солнечную систему. Полученные данные не объясняют, каким образом излучение от других звезд в скоплении могло бы разрушать образующиеся диски планет. Исследование также не объясняет происхождение некоторых тяжелых элементов, обнаруженных в метеоритах, которые, как полагают, происходят из соседней сверхновой звезды.
"Я думаю, что исследование является интересным дополнением к дискуссии в космологии", - говорит Адамс. – "Остается посмотреть, как сложатся кусочки головоломки".