Đối với Hệ mặt trời của chúng ta, những cuộc gặp gỡ gần gũi với nhau với các ngôi sao khác xảy ra thường xuyên - lần cuối cùng xảy ra khoảng 70.000 năm trước và lần tiếp theo có thể diễn ra từ 240.000 đến 470.000 năm kể từ bây giờ. Mặc dù điều này nghe có vẻ giống như một số ít và xa giữa các loại điều, nhưng nó khá thường xuyên về mặt vũ trụ học. Hiểu khi nào những cuộc gặp gỡ này sẽ xảy ra cũng rất quan trọng vì chúng được biết là gây ra nhiễu loạn trong Đám mây Oort, gửi sao chổi về Trái đất.
Nhờ một nghiên cứu mới của Coryn Bailer-Jones, một nhà nghiên cứu từ Viện Thiên văn học Max Planck, các nhà thiên văn học hiện đã có những ước tính tinh tế về thời điểm những cuộc gặp gỡ tiếp theo sẽ xảy ra. Sau khi tham khảo dữ liệu từ tàu vũ trụ ESA từ Gaia, ông kết luận rằng trong suốt 5 triệu năm tới, Hệ Mặt trời có thể mong đợi 16 lần chạm trán gần gũi và một lần đặc biệt gần gũi!
Vì lợi ích của nghiên cứu - gần đây đã xuất hiện trên tạp chí Thiên văn học & Vật lý thiên văn dưới tiêu đề Vượt qua tỷ lệ hoàn toàn chính xác của các cuộc chạm trán với mặt trời từ lần phát hành dữ liệu Gaia đầu tiên - Tiến sĩ Bailer Jones đã sử dụng dữ liệu Gaia để theo dõi chuyển động của hơn 300.000 ngôi sao trong thiên hà của chúng ta để xem liệu họ có vượt qua được không đủ để Hệ mặt trời gây ra sự xáo trộn.
Như đã lưu ý, những loại nhiễu loạn này đã xảy ra nhiều lần trong suốt lịch sử của Hệ mặt trời. Để đánh bật các vật thể băng giá khỏi quỹ đạo của chúng trong Đám mây Oort - kéo dài tới khoảng 15 nghìn tỷ km (100.000 AU) từ Mặt trời của chúng ta - và gửi chúng vào Hệ Mặt trời bên trong, người ta ước tính rằng một ngôi sao sẽ phải vượt qua trong vòng 60 nghìn tỷ km (37 nghìn tỷ mi; 400.000 AU) của Mặt trời của chúng ta.
Mặc dù những cuộc gặp gỡ gần gũi này không gây rủi ro thực sự cho Hệ Mặt trời của chúng ta, chúng đã được biết là làm tăng hoạt động của sao chổi. Như Tiến sĩ Bailer-Jones đã giải thích với Tạp chí Vũ trụ qua email:
Tầm ảnh hưởng tiềm năng của chúng là làm rung chuyển đám mây sao chổi Oort xung quanh Mặt trời của chúng ta, điều này có thể khiến một số người bị đẩy vào hệ mặt trời bên trong, nơi có khả năng chúng có thể tác động với Trái đất. Nhưng xác suất dài hạn của một sao chổi như vậy va vào Trái đất có lẽ thấp hơn xác suất Trái đất bị một tiểu hành tinh gần Trái đất đâm vào. Vì vậy, họ không đặt ra nhiều nguy hiểm.
Một trong những mục tiêu của nhiệm vụ Gaia, được đưa ra vào năm 2013, là thu thập dữ liệu chính xác về các vị trí và chuyển động của sao trong suốt nhiệm vụ năm năm của nó. Sau 14 tháng trong không gian, danh mục đầu tiên đã được phát hành, trong đó có thông tin về hơn một tỷ ngôi sao. Danh mục này cũng chứa khoảng cách và chuyển động trên bầu trời của hơn hai triệu ngôi sao.
Bằng cách kết hợp dữ liệu mới này với thông tin hiện có, Tiến sĩ Bailer-Jones đã có thể tính toán chuyển động của khoảng 300.000 ngôi sao so với Mặt trời trong khoảng thời gian năm triệu năm. Như ông đã giải thích:
Tôi đã lần theo quỹ đạo của các ngôi sao được quan sát bởi Gaia (trong danh mục được gọi là TGAS) ngược và ngược thời gian, để xem khi nào và chúng sẽ đến gần Mặt trời như thế nào. Sau đó, tôi đã tính toán cái gọi là 'chức năng hoàn chỉnh' của TGAS để tìm ra phần nào các cuộc gặp gỡ đã bị bỏ qua trong cuộc khảo sát: Hiện tại, TGAS không thấy các ngôi sao mờ hơn (và các ngôi sao sáng nhất cũng bị bỏ qua ), nhưng bằng cách sử dụng một mô hình đơn giản của Galaxy, tôi có thể ước tính số lượng sao bị thiếu. Kết hợp điều này với số lần gặp gỡ thực tế được tìm thấy, tôi có thể ước tính tổng tỷ lệ các cuộc gặp gỡ sao (nghĩa là bao gồm cả những cuộc gặp gỡ không thực sự được nhìn thấy). Đây thực sự là một ước tính khá sơ bộ, vì nó liên quan đến một số giả định, nhất là mô hình cho những gì không nhìn thấy.
Từ điều này, ông đã có thể đưa ra một ước tính chung về tỷ lệ các cuộc gặp gỡ sao trong 5 triệu năm qua và trong 5 triệu năm tiếp theo. Ông xác định rằng tỷ lệ chung là khoảng 550 sao trên một triệu năm tới trong phạm vi 150 nghìn tỷ km và khoảng 20 đến gần hơn 30 nghìn tỷ km. Điều này diễn ra với khoảng một cuộc gặp gỡ tiềm năng cứ sau 50.000 năm hoặc lâu hơn.
Tiến sĩ Bailor-Jones cũng xác định rằng trong số 300.000 ngôi sao mà ông quan sát được, 97 trong số chúng sẽ vượt qua trong phạm vi 150 nghìn tỷ km (93 nghìn tỷ mi; 1 triệu AU) của Hệ Mặt trời của chúng ta, trong khi 16 sẽ đến trong 60 nghìn tỷ km. Trong khi điều này đủ gần để làm phiền Đám mây Oort, chỉ có một ngôi sao sẽ trở nên đặc biệt gần gũi. Ngôi sao đó là Gliese 710, một sao lùn màu vàng loại K nằm cách Trái đất khoảng 63 năm ánh sáng, có kích thước bằng một nửa Mặt trời của chúng ta.
Theo nghiên cứu của Tiến sĩ Bailer-Jones, ngôi sao này sẽ đi qua Hệ Mặt trời của chúng ta sau 1,3 triệu năm và ở khoảng cách chỉ 2,3 nghìn tỷ km (1,4 nghìn tỷ mi; 16, 000AU). Điều này sẽ đặt nó tốt trong Đám mây Oort và có khả năng sẽ biến nhiều hành tinh băng giá thành sao chổi trong thời gian dài có thể hướng về Trái đất. Hơn nữa, Gliese 710 có vận tốc tương đối chậm so với các ngôi sao khác trong thiên hà của chúng ta.
Trong khi vận tốc tương đối trung bình của các ngôi sao được ước tính là khoảng 100.000 km / giờ (62.000 dặm / giờ) ở cách tiếp cận gần nhất, Gliese 710 sẽ có tốc độ 50.000 km / giờ (31.000 dặm / giờ). Do đó, ngôi sao sẽ có nhiều thời gian để tác động lực hấp dẫn của nó lên Đám mây Oort, có khả năng gửi nhiều, rất nhiều sao chổi tới Trái đất và Hệ Mặt trời bên trong.
Trong vài thập kỷ qua, ngôi sao này đã được các nhà thiên văn học chứng minh rõ ràng và họ đã khá chắc chắn rằng nó sẽ trải qua một cuộc chạm trán gần gũi với Hệ Mặt trời của chúng ta trong tương lai. Tuy nhiên, các tính toán trước đây đã chỉ ra rằng nó sẽ vượt qua trong vòng 3,1 đến 13,6 nghìn tỷ km (1,9 đến 8,45 nghìn tỷ mi; 20,722 đến 90,910 AU) từ hệ thống sao của chúng tôi - và với độ chắc chắn 90%. Nhờ nghiên cứu gần đây nhất này, những ước tính này đã được tinh chỉnh lên tới 1,5 chiếc 3,2 nghìn tỷ km, với 2,3 nghìn tỷ km là khả năng cao nhất.
Một lần nữa, trong khi nó có vẻ như những đường chuyền này là quá lớn trong một khoảng thời gian đáng quan tâm, về mặt lịch sử thiên văn, nó là một sự xuất hiện thường xuyên. Và mặc dù không phải cuộc gặp gỡ gần gũi nào cũng được đảm bảo để gửi các sao chổi đi theo cách của chúng ta, nhưng sự hiểu biết khi nào và làm thế nào những cuộc gặp gỡ này đã xảy ra là bản chất để hiểu lịch sử và sự tiến hóa của Hệ Mặt Trời.
Hiểu khi một cuộc gặp gỡ gần gũi có thể xảy ra tiếp theo cũng rất quan trọng. Giả sử chúng ta vẫn ở xung quanh khi một điều khác xảy ra, biết khi nào điều đó có khả năng xảy ra có thể cho phép chúng ta chuẩn bị cho điều tồi tệ nhất - tức là nếu một sao chổi được đặt trong quá trình va chạm với Trái đất! Không thành công, loài người có thể sử dụng thông tin này để chuẩn bị một nhiệm vụ khoa học để nghiên cứu các sao chổi được gửi theo cách của chúng ta.
Bản phát hành thứ hai của dữ liệu Gaia được lên kế hoạch cho tháng 4 tới và sẽ chứa thông tin về ước tính khoảng 1 tỷ ngôi sao. Đó là số sao nhiều gấp 20 lần so với danh mục đầu tiên và khoảng 1% tổng số sao trong Dải Ngân hà. Danh mục thứ hai cũng sẽ bao gồm thông tin về các ngôi sao xa hơn nhiều, cho phép tái tạo lại tới 25 triệu năm trong quá khứ và tương lai.
Như Tiến sĩ Bailer-Jones đã chỉ ra, việc phát hành dữ liệu Gaia đã giúp các nhà thiên văn học đáng kể. Ông nói rằng tôi đã cải thiện rất nhiều về những gì chúng ta có trước đây, về cả số lượng sao và độ chính xác, ông nói. Tuy nhiên, đây thực sự chỉ là một chương trình phát hành dữ liệu thứ hai vào tháng 4 năm 2018, khi chúng tôi sẽ cung cấp thị sai và chuyển động thích hợp cho khoảng một tỷ sao (gấp 500 lần so với lần phát hành dữ liệu đầu tiên).
Với mỗi bản phát hành mới, các ước tính về chuyển động của các ngôi sao thiên hà (và khả năng gặp gỡ gần gũi) sẽ được cải thiện hơn nữa. Nó cũng sẽ giúp chúng ta lập biểu đồ khi hoạt động của sao chổi lớn diễn ra trong Hệ Mặt trời và làm thế nào điều này có thể đóng vai trò trong sự tiến hóa của các hành tinh và sự sống.
