Подвійні зірки: чи є двійник у Сонця?
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
«Подвійні» зірки відомі давно: вони утворюють єдину систему, в якій два світила обертаються навколо загального для них центру. Спершу вчені відкривали подібні дублети, в яких одна зірка знаходиться порівняно недалеко від іншої, зрозуміло, за космічними масштабами. Але потім відомий астроном Пітер ван де Камп зауважив, що у багатьох подвійних зірок відстань, що відокремлює їх одна від одної, дуже велика. Були виявлені навіть такі «парочки», які здійснювали узгоджений загальний «танець», перебуваючи в тисячах астрономічних одиниць одна від одної. А за одну астрономічну одиницю, треба сказати, прийнята величина чимала – радіус орбіти Землі в її річному обертанні навколо Сонця.
Досі все це стосувалося дуже вже віддалених від нас небесних тіл. Але ось зовсім недавно, як повідомляє американський журнал «Сайенс ньюс», Кріс Дейвідсон з Університету штату Міннесота припустив, що і у нашого Сонця цілком міг бути подібний партнер. Будучи астрономом-теоретиком, а не спостерігачем, він побудував свою гіпотезу на декількох умоглядних, але цілком правдоподібних підставах.
Міркує він приблизно так. Маса тієї первинної газопилової хмари, з якої шляхом конденсації мільярди років тому утворилася Сонячна система, більш-менш відома. Радіус цієї хмари дорівнював приблизно десяти тисячам астрономічних одиниць. Це, до речі, підтверджується і тим спостережним фактом, що у комет з найдовшим періодом обертання орбіта, мабуть, має таку довжину, адже комети теж, згідно з поширеними уявленнями, дітища тої ж газопилової хмари.
Виявляється, первинної маси хмари було цілком достатньо, щоб «виготовити» з неї ще одне Сонце. Тільки це Сонце повинно було б мати масу приблизно в сотню разів менше, ніж наше світило.
Подібні тіла астрономам відомі – це так звані інфрачервоні карлики. Правда, до сих пір всіх спостережуваних карликів відкривали в безкрайніх просторах Всесвіту. Однак чому б їм не бути і ближче до нас? Звичайно, відстань до них має бути все ж досить великою, а світність зірки мала, інакше ми б її давно відкрили.
Одна із загадок сучасної астрономії полягає ось у чому. Всі відомі комети ніби хтось згрупував: у частини з них афелій – найвіддаленіша від Сонця точка орбіти – становить близько однієї астрономічної одиниці, в іншої частини — більше п’яти. А ось таких комет, щоб потрапляли в цей проміжок, – майже немає. Але чому? – запитують себе астрономи…
А ось гіпотеза Кріса Дейвідсона пропонує на це цілком достовірну відповідь. Просто невидимий (поки що!) для нас інфрачервоний карлик своїм тяжінням «вимив» всі такі комети з меж нашої системи. І для цього, знову ж таки, його маса повинна бути близькою приблизно до однієї сотої маси Сонця.
Теорія теорією, але ж потрібно перевірити її спостереженням. Де може перебувати такий Сонце-брат, якщо він дійсно існує? Не ближче трьох тисяч астрономічних одиниць, тобто в п’ятистах з гаком мільярдах кілометрів від нас, вважає Дейвідсон. Якщо далі, то він не міг би походити від тої ж газопилової хмари, що і сонячна система, а якщо ближче — його б вже відкрили.
Пора астрономам взятися за пошуки. А для цього потрібно знати, де і якого «кольору» те, що ми шукаємо. У видимій частині спектра сам червоний карлик випромінює мало. Неможливо також розгледіти відбиту їм сонячну радіацію: видима світність, як відомо, обернено пропорційна відстані, взятій в четвертому ступені. А тут вона близько 550 мільярдів кілометрів! Навіть гігант Юпітер на такій відстані мав би двадцять п’яту зоряну величину, тобто був би абсолютно не помітний з Землі.
Тому шукати треба інфрачервоне випромінювання карлика. Наука вже має в своєму розпорядженні прилади, які могли б виявити на такій відстані будь-яке інфрачервоне тіло з масою і температурою, що хоч ненабагато перевищують ці параметри Юпітера. А розміри його теж можуть бути не настільки вже великими: достатньо, щоб екваторіальний радіус досягав приблизно 100 тисяч кілометрів. Для порівняння: радіус Юпітера становить близько 72 тисяч кілометрів. Що ж, таке тіло цілком могло бути «виготовлено» із залишків матерії, що пішла на Сонячну систему.
Труднощі в іншому, — на жаль, ми ще не знаємо, в який бік дивитися. Гіпотетичний «дублер» Сонця може ховатися в будь-якому напрямку. Причому не обов’язково він повинен лежати в тій же площині, що і видимий шлях Сонця серед зірок. Але надія, все ж є: карлика може видати його паралакс – зміна видимого положення предмета в залежності від того, з якої точки на нього дивитися. Зажмурте по черзі, то одне око, то інше, дивлячись в одну і ту ж близьку точку, і ви помітите її паралакс. Так ось, для земного спостерігача, який здійснює разом зі своєю планетою обертання навколо Сонця, паралакс гіпотетичної зірки складе за рік близько двох градусів, а це не так вже й мало…
Словом, Кріс Дейвідсон направив колег-практиків по сліду, і справа тепер за ними. Втім, одного задоволення він їх заздалегідь позбавив: назву сонячному родичу Дейвідсон придумав сам. Запропоноване ним ім’я – Люцифер – в перекладі з латині означає «світлоносний».
Автор: Павло Чайка, головний редактор журналу Пізнавайка
При написанні статті намагався зробити її максимально цікавою, корисною та якісною. Буду вдячний за будь-який зворотний зв'язок та конструктивну критику у вигляді коментарів до статті. Також Ваше побажання/питання/пропозицію можете написати на мою пошту pavelchaika1983@gmail.com або у Фейсбук.