Галактика жаху: найнебезпечніші об’єкти у Всесвіті

Сьогодні ми відзначаємо Гелловін — день, коли заведено лякати одне одного страшними історіями, зазвичай пов’язаними з різним потойбічним. Але для цього зовсім не обов’язково вдаватися до містики. Достатньо просто подивитися на небо. Космос є вельми небезпечним місцем, де мандрівника на космічному кораблі можуть очікувати об’єкти, здатні миттєво його знищити. Деякі з них здатні загрожувати навіть планетам. У цьому матеріалі ми розповімо про найнебезпечніші об’єкти та явища у Всесвіті.

Астероїди та комети

Творці фільмів часто люблять використовувати кліше з поясом астероїдів, проліт через який є майже гарантованою смертю. Це дуже й дуже сильне перебільшення. У реальності, відстані між астероїдами настільки великі, що космічний мандрівник скоріше загине від нападу акули під час відпустки на Землі, ніж від зіткнення з якимось каменем.

Пояс астероїдів в уявленні художника. Джерело: NASA / JPL-Caltech

Водночас ніхто не заперечує, що час від часу астероїди падають на нашу планету. І такі події неодноразово змінювали перебіг історії, спричинивши, як мінімум, одне масове вимирання — те, що знищило динозаврів. Але наскільки великі шанси, що ми самі розділимо долю стародавніх ящерів?

Гарна новина полягає в тому, що астрономи досить ґрунтовно вивчили околиці нашої планети й вже знайшли практично всі камені, здатні знищити нашу цивілізацію. Жоден з них не зіткнеться з Землею в найближчі сотні років.

Знаменитий Аризонський кратер. Він утворився внаслідок падіння тіла, чий діаметр становив близько 50 метрів. Джерело: Steve Jurvetson

Водночас у космосі є безліч набагато дрібніших каменів, падіння яких не призведе до кінця світу, але, наприклад, може спустошити місто. Інша проблема, пов’язана з астероїдами, полягає в тому, що їхні орбіти досить часто змінюються, що не дає змоги зробити якийсь довгостроковий прогноз їхньої стабільності. Саме тому космічні агентства останніми роками докладають таких значних зусиль з пошуку невеликих астероїдів і уточнення їхніх орбіт.

Що стосується комет, то вони в чомусь навіть підступніші за астероїди. Річ у тім, що під дією сонячного випромінювання комети досить швидко руйнуються. Однак у них є джерело регулярного поповнення — хмара Оорта. Час від часу, звідти до нас прилітають нові хвостаті гості. Їхні візити практично неможливо передбачити заздалегідь. У середньому, астрономи зазвичай виявляють їх за 6 – 12 місяців до проходження перигелію. У теорії, орбіта однієї з нових комет може перетнутися із земною. Втішає лише те, що таких об’єктів набагато менше, ніж астероїдів, і ймовірність подібної події досить низька. Але все ж відрізняється від нульової.

Зоряні спалахи

Час від часу наше Сонце виробляє спалахи. Зараз їхня кількість збільшилася, тому що наше світило входить у новий період активності. Але чи становлять такі події загрозу для життя на нашій планеті та для космонавтів?

Спалах на Сонці. Джерело: NASA/SDO/AIA.

Відповідь на перше запитання — ні. Земна поверхня надійно укрита від сонячних бур парасолькою магнітного поля. Тому навіть найпотужніший сонячний спалах не може створити загрозу безпосередньо для самого життя на нашій планеті.

На жаль, цього ж не можна сказати про техніку. За останні роки вчені провели низку моделювань наслідків сонячного супершторму для інфраструктури, аналогічного до знаменитої події Керрінгтона 1859 року або ще потужніших спалахів минулого, чиї сліди було знайдено в результаті аналізу річних кілець. Їхні результати досить тривожні. Такий спалах стане серйозним викликом для нашої цивілізації. Найбільших збитків зазнають енергомережі. Супершторм може вивести з ладу безліч трансформаторів, відновлення яких займе багато місяців, а можливо навіть і років.

Під удар потраплять і супутники на високих орбітах, багато з яких будуть виведені з ладу. Щодо космонавтів, то якщо в момент спалаху вони перебуватимуть за межами навколоземної орбіти, їм доведеться терміново знайти притулок, здатний захистити їх від радіації, інакше вони ризикують отримати променеву хворобу.

Спалах на червоному карлику в уявленні художника. Джерело: NASA/ESA/G. Bacon (STScI)

Якщо людство коли-небудь зможе опанувати міжзоряні перельоти, то проблема зоряних спалахів постане навіть гостріше. Річ у тім, що приблизно три чверті світил Чумацького Шляху — це червоні карлики. Такі зорі вирізняються дуже крутою вдачею та часто виробляють спалахи, що на порядки перевершують сонячні за потужністю. І це одна з причин, чому багато вчених сумніваються, що в системах червоних карликів може виникнути життя. Поки що ми не знаємо, чи дійсно це так, чи ні. Але в будь-якому разі очевидно, якщо людство коли-небудь спробує відправити експедицію до червоного карлика, йому доведеться знайти спосіб якось захистити її учасників від смертоносних спалахів.

Міжзоряні блукачі

За останні роки астрономи зібрали безліч даних, які вказують на те, що простір між зорями не є абсолютно порожнім. Насправді він населений великою кількістю об’єктів, які в теорії здатні створити загрозу для Землі.

Зображення міжзоряного об’єкта Оумуамуа, отримане телескопом VLT. Джерело: ESO/K. Meech et al.

Одними з них є міжзоряні астероїди та комети. Це тіла, які були викинуті зі своїх рідних зоряних систем під час їхнього формування. Поки астрономам вдалося знайти два таких об’єкти, що пролетіли через Сонячну систему. Ними стали Оумуамуа (щодо його точної природи досі точаться суперечки) і комета Борисова.

Міжзоряна комета Борисова в уявленні художника. Джерело: ESO/M. Kormesser

Основна причина небезпеки міжзоряних астероїдів і комет — їхня швидкість. Вона набагато перевершує швидкість тіл у нашій Сонячній системі. Це скорочує час на їхнє виявлення та здійснення якихось заходів щодо зміни орбіти або евакуацію населення. Крім того, під час падіння міжзоряного астероїда виділиться більше енергії, ніж під час зіткнення із Землею об’єкта аналогічного розміру з Сонячної системи.

Але гравітаційні пертурбації можуть викидати не тільки малі тіла, а й цілі планети. За найскромнішими оцінками, у нашому Чумацькому Шляху існує щонайменше мільярд мандрівних планет, які назавжди залишилися без дому. Деякі астрономи навіть вважають, що їх більше ніж звичайних планет.

Планета-сирота в уявленні художника. Джерело: NASA/JPL-Caltech

Звичайно, пряме зіткнення такої планети-ізгоя з Землею вкрай малоймовірне. Але її близький проліт може призвести до дестабілізації орбіт тіл Сонячної системи, що, зрозуміло, не віщує нічого доброго.

Що може бути небезпечніше мандрівної планети? Мандрівна зоря — а точніше, об’єкт діаметром у кілька десятків кілометрів і масою як у зорі, що рухається на швидкості в кілька відсотків від швидкості світла. І це зовсім не сценарій фантастичного фільму-катастрофи. Такі тіла дійсно існують.

Мова про нейтронні зорі. Вони народжуються в момент вибуху наднових. Іноді такий вибух виявляється зміщеним. Це призводить до того, що грандіозна енергія, яка виділяється під час цього процесу, розганяє нейтронну зорю до таких величезних швидкостей, що вона назавжди покине рідну галактику.

Слід, залишений у міжзоряному просторі нейтронною зорею PSR J0002+6216. Вона рухається зі швидкістю понад 1100 км/c. Джерело: Jayanne English, University of Manitoba; F. Schinzel et al.; NRAO/AUI/NSF; DRAO/Canadian Galactic Plane Survey; and NASA/IRAS

Але перед цим така «зоряна куля» може перетнути всю галактику. І якщо на її шляху опиниться інша зоряна система, їй, м’яко кажучи, буде непереливки. Звичайно, пряме зіткнення нейтронної зорі з іншими планетами або зорями, практично виключено. Але його й не буде потрібно. Сам факт появи такої величезної маси повністю зруйнує наявну конфігурацію зоряної системи, через що її планети можуть самі стати вигнанцями. І якщо на них є життя, то нам навряд чи варто пояснювати, до яких катастрофічних наслідків призведе подібний катаклізм.

Космічні вибухи

Астероїди-вбивці та мандрівні планети — це далеко не єдині космічні загрози, на які нам варто звернути увагу. Час від часу у Всесвіті відбуваються масштабні викиди енергії, які здатні призвести до зникнення життя на нашій Землі.

Наднова в уявленні художника. Джерело: Melissa Weiss/CfA

Мова про наднові. Вони виникають унаслідок різних причин. Іноді через колапс гігантських зір, іноді через вибух білих карликів, які поглинули занадто багато речовини. Але щоразу підсумком стає виділення колосальної кількості енергії, яка еквівалентна енергії, виробленій Сонцем за час його життя.

Звичайно, нашому Сонцю не загрожує подібна доля. Його маси недостатньо, щоб стати надновою. Але що станеться, якщо на наднову перетвориться одна з розташованих по сусідству зір?

За оцінками вчених, якщо наднова спалахне на відстані кількох десятків світлових років від Сонячної системи, її гамма-випромінювання може просто знищити озоновий шар Землі. У результаті, її поверхня виявиться відкритою для згубного впливу ультрафіолету та космічних променів. Звичайно, наднова навряд чи зможе цілком знищити життя на нашій планеті. Але вона цілком здатна викликати масове вимирання. Єдиною втіхою є те, що Сонце розташоване далеко від галактичного центру, де якраз і відбувається більшість вибухів наднових. До речі, саме тому багато астрономів вважають, що складне життя навряд чи зможе розвинутися в центральних регіонах галактики.

Ще більш жахливий сценарій — гамма-сплеск. Він являє собою вузький промінь випромінювання, що виникає під час таких подій, як злиття нейтронних зір або чорних дір. Якщо наша планета опиниться на шляху такого променя, то з відстані кількох тисяч років він може зруйнувати її озоновий шар, а з відстані в сотню світлових років — стерилізувати поверхню.

Гамма-сплеск в уявленні художника. Джерело: DESY, Science Communication Lab

На щастя, такі події вкрай рідкісні — а ймовірність опинитися на шляху гамма-сплеску і того менша. Але все ж не варто скидати їх з рахунків. Цілком можливо, що саме гамма-сплеск відповідальний за одне з масових вимирань, що сталися на Землі кілька сотень мільйонів років тому.

Чорні діри

Чорні діри є дуже популярною космічною страшилкою. І в цьому немає нічого дивного. Як можна не боятися об’єкта, чия гравітація настільки потужна, що його не може залишити навіть світло?

Надмасивна чорна діра (симуляція). Джерело: NASA

Але, як зазвичай, реальність трохи складніша. На відміну від поширеної хибної думки, чорні діри не є такими собі космічними пилососами, що літають космосом і безроздільно поїдають усе на своєму шляху. Так, вони можуть знищувати планети й цілі зоряні системи. Але лише в тому випадку, якщо ті, внаслідок якихось гравітаційних пертурбацій, опинилися на близькій орбіті навколо них.

Водночас стверджувати, що небезпека чорних дір сильно перебільшена, теж не варто. Щоб потрапити в їхні смертельні обійми, гіпотетичному космонавту потрібно докласти певних зусиль. Але при цьому не варто забувати, що чорні діри не поглинають абсолютно всю речовину на своїх околицях: частина викидається назовні у вигляді рухомих з навколосвітловими швидкостями струменів плазми (джетів). Також, багато хто з них оточені акреційними дисками. А вони є потужним джерелом випромінювання, від якого краще триматися якомога далі.

Ба більше, іноді чорні діри можуть у буквальному сенсі вершити долі галактик. Йдеться про гравітаційних монстрів, що знаходяться в їхніх центрах, чиї маси в мільйони, а то й мільярди разів перевершують сонячну. Астрономам відомі випадки, коли найактивніші надмасивні чорні діри так сильно впливали на навколишнє середовище, що це призводило до утворення справжнісіньких «вітрів». Вони буквально видували весь газ зі своїх галактик, після чого в них зупинялися всі процеси зореутворення й ті починали вмирати. Тож, нехай навіть реальні чорні діри поводяться не зовсім так, як зазвичай показано у фантастичних творах, це не робить їх менш небезпечними.

Тільки найцікавіші новини та факти в нашому Telegram-каналі!

Приєднуйтесь: https://t.me/ustmagazine