Ученые объяснили, чего ждать от перелета через Галактику

МОСКВА, 4 ноя — РИА Новости, Татьяна Пичугина. Солнечная система находится почти на окраине Млечного Пути, в плоскости галактического диска. У нее мало соседей, межзвездная среда очень разреженная, до ближайшей экзопланеты — больше четырех световых лет. Основное звездное население Галактики сосредоточено в ядре за плотной газопылевой завесой, почти в тридцати тысячах световых лет от нас. Современным землянам преодолеть такое расстояние технически невозможно, но открытия астрофизики позволяют вполне достоверно описать, как такое путешествие будет выглядеть.

Приблизиться к скорости света

Чтобы достичь хотя бы ближайшей к нам планетной системы, нужны двигатели, развивающие околосветовые скорости.

Американский астрофизик, автор концепции путешествия во времени с помощью кротовых нор, Кип Торн в книге "Интерстеллар. Наука за кадром" описывает три варианта двигателей. Во-первых, на термоядерной тяге. Внутри полусферического щита детонирует водородная бомба. Ударная волна от взрыва толкает щит и присоединенный к нему корабль. Так можно развить одну тридцатую скорости света.

Кроме того, Торн предлагает систему с лазером, сфокусированным гигантской линзой Френеля на стокилометровый парус. Давление мощного потока фотонов разгоняет корабль с таким парусом до одной пятой скорости света.

Самый фантастический вариант — использовать систему из двух вращающихся черных дыр с сильно эллиптическими орбитами. Если достаточно долго перелетать от одной к другой в те моменты, когда они движутся навстречу друг к другу, можно приблизиться к скорости света.

© Иллюстрация РИА Новости . Depositphotos / sdecoret, ESA/Herschel/PACS, SPIRE/Hi-GAL Project

Родные пенаты

Допустим, корабль достаточно быстроходный, проблемы заправки и радиационной безопасности решены и ничто не мешает отправиться к центру Млечного Пути фактически по прямой, ориентируясь на созвездие Стрельца.

Из-за больших расстояний между объектами в космосе можно не опасаться столкновений, уклоняться от летящего в лоб астероида, как изображают в фантастических фильмах, тоже не придется. Как говорится, прем напролом.

За Нептуном попадаем в пояс Койпера, наполненный малыми каменными телами. Его самый известный представитель — Плутон, в 2006 году лишенный звания планеты.

Затем пересекаем облако Оорта — теоретически предсказанный "бублик", вращающийся на окраине Солнечной системы. Напрямую его никто не наблюдал. На него указывают траектории долгопериодических комет.

"Облако Оорта представляет собой скопление мерзлых тел. Оно начинается на расстоянии около трехсот миллиардов километров и гипотетически может простираться далее одного светового года", — рассказывает РИА Новости Евгений Семенко, старший научный сотрудник Специальной астрофизической обсерватории РАН.

Когда сила притяжения Солнца настолько ослабеет, что ее можно не учитывать на фоне гравитации других звезд, мы покинем пределы нашей системы и выйдем в межзвездное пространство. Это произойдет примерно через два года полета на скорости света.

© ESA/ATG medialab

В открытом океане

Нашу галактику можно представить как шар с несколькими лучами. Если его раскрутить, то лучи обернутся вокруг в виде спиралей — астрономы называют их рукавами. Их минимум четыре, а может быть, и семь — точнее сказать пока нельзя. Солнечная система находится в северном галактическом полушарии, в рукаве Ориона, на высоте 80-90 световых лет над плоскостью экватора.

В плоскости сосредоточена основная масса звезд, газа и пыли Галактики, поэтому, глядя с Земли в направлении ее центра, мы видим на ночном небосклоне белесую реку. Отсюда название — Млечный Путь. Само галактическое ядро недоступно для наблюдения в оптическом диапазоне.

"Поглощение света пылью и газом настолько высокое, что, строго говоря, из центра Галактики до нас доходит один фотон из десяти миллиардов. Если бы мы смогли убрать пыль из плоскости, то центральная часть сияла бы на небе как полная Луна", — объясняет Семенко.

Исключение, по его словам, составляют "окна" — промежутки внутренних рукавов Галактики, через которые просвечивают отдельные области, где поглощение света значительно меньше.

Пыль и газ прозрачны для инфракрасного излучения и радиоволн, поэтому в этих диапазонах работают астрономы, изучающие центральные части галактики и все, что за ними.

Облака из газа и пыли — это остатки звезд и вещества из внегалактического пространства. Иногда они образуют пузыри, надутые звездным ветром. Если в процессе рождения звезды газ сильно сминается, в нем возникают точечные радиоисточники — мазеры.

"Туманности, подогретые очень горячими звездами, — это очень красивое зрелище. В областях с массивными звездами мы почувствуем мощный звездный ветер", — говорит ученый.

Первый объект за пределами Солнечной системы, который привлечет наше внимание, — звездная система альфа Центавра и ее землеподобная планета проксима Центавра b.

"Это самая близкая к нам экзопланета. Звезда маленькая и холодная, планета вращается рядом с ней. Для нас интересно, есть ли там жизнь, поскольку, как показывают расчеты, на поверхности имеются условия для жидкой воды", — уточняет астроном.

В полете разглядываем ближайшие туманности и звездные скопления — Лагуна, Орел, Омега, Тройная. Встречаем черные дыры (если, конечно, сможем их распознать), нейтронные звезды, планетные системы, облака молекулярного газа — особо плотные и холодные объекты по сравнению с межзвездной средой. Главным образом они состоят из молекул водорода, но не исключена и довольно сложная органика. Теоретически можно придумать, как пополнять в них запасы воды или спирта.

На самом деле, по словам ученого, молекулярные облака — важный источник знаний о химической эволюции Вселенной. Откуда, к примеру, на Земле вода? Раньше думали, что ее занесли кометы, но анализ проб с кометы Чурюмова — Герасименко эту версию опровергает.

На подступах к ядру Галактики

Дальше мы пересекаем рукава Стрельца, Щита, Центавра и подходим к границе ядра Млечного Пути, так называемому балджу — пузырю со множеством звезд. Образно говоря, если галактический диск — это белок, то балдж — желток.

"Небо в нем так усеяно звездами, что освещение не понадобится. Плотность "населения" здесь — в двадцать тысяч раз выше, чем в нашей части Галактики", — продолжает Евгений Семенко.

Звезды тут более массивные, поэтому их жизненный цикл проходит быстрее. В межзвездной среде больше тяжелых элементов, оставшихся после взрывов сверхновых. Изучая то, как меняется химический состав звезд, восстанавливают эволюцию Галактики. Недаром это популярное направление современной астрофизики называют галактической археологией.

Непосредственно в центре Млечного Пути располагается самый сильный источник радиоволн в Галактике — Стрелец А*. Вокруг него с бешеными скоростями вращаются звезды — примерно тысячу километров в секунду. Ученые следили за ними несколько лет и по изменению траекторий оценили массу объекта — четыре миллиона солнц. Предполагается, что это сверхмассивная черная дыра. Такой объект создает чудовищную силу притяжения. Как раз его нам придется облететь.

© ©Classical and Quantum Gravity, 2015. Reproduced by permission of IOP Publishing.