Het zonnestelsel bevindt zich bijna aan de rand van de Melkweg, in het vlak van de galactische schijf. Het heeft weinig buren, het interstellaire medium is erg ijl en de dichtstbijzijnde exoplaneet is meer dan vier lichtjaar verwijderd. De belangrijkste sterrenpopulatie van de Melkweg is geconcentreerd in de kern achter een dicht gordijn van gas en stof, bijna dertigduizend lichtjaar van ons verwijderd. Het is technisch onmogelijk voor moderne aardbewoners om zo'n afstand te overbruggen, maar de ontdekkingen van de astrofysica maken het mogelijk om vrij betrouwbaar te beschrijven hoe zo'n reis eruit zal zien.
Kom dichter bij de snelheid van het licht
Om tenminste het planetaire systeem te bereiken dat het dichtst bij ons staat, zijn motoren nodig die bijna-lichtsnelheden ontwikkelen.
Amerikaanse astrofysicus, auteur van het concept van tijdreizen met behulp van wormgaten, Kip Thorne in het boek “Interstellar. Science Behind the Scenes”beschrijft drie engine-opties. Ten eerste is het fusie-aangedreven. Een waterstofbom ontploft in het halfronde schild. De schokgolf van de explosie duwt het schild en het schip eraan vast. Men kan dus een dertigste van de lichtsnelheid ontwikkelen.
Bovendien biedt Thorne een systeem met een laser die door een gigantische Fresnel-lens wordt gefocusseerd op een zeil van 100 km. De druk van een krachtige stroom fotonen versnelt een schip met zo'n zeil tot een vijfde van de lichtsnelheid.
De meest fantastische optie is om een systeem van twee roterende zwarte gaten te gebruiken met sterk elliptische banen. Als je lang genoeg van de een naar de ander vliegt op die momenten dat ze naar elkaar toe bewegen, kun je de snelheid van het licht benaderen.
Promotie video:
Inheemse penaten
Laten we zeggen dat het schip snel genoeg is, de problemen met het bijtanken en stralingsveiligheid zijn opgelost en niets verhindert ons om in een vrijwel rechte lijn naar het centrum van de Melkweg te gaan, met de nadruk op het sterrenbeeld Boogschutter.
Vanwege de grote afstanden tussen objecten in de ruimte, hoef je niet bang te zijn voor botsingen en hoef je een frontale asteroïde niet te ontwijken, zoals afgebeeld in sciencefictionfilms. Zoals ze zeggen, doorbreken.
Na Neptunus bevinden we ons in de Kuipergordel, gevuld met kleine stenen lichamen. De bekendste vertegenwoordiger is Pluto, die in 2006 de titel van planeet heeft gekregen.
Dan steken we de Oortwolk over - de theoretisch voorspelde "donut" die in een baan aan de rand van het zonnestelsel draait. Niemand keek hem rechtstreeks aan. Het wordt aangegeven door de banen van kometen met een lange periode.
“De Oortwolk is een verzameling bevroren lichamen. Het begint op een afstand van ongeveer driehonderd miljard kilometer en kan, hypothetisch, langer zijn dan een lichtjaar”, zegt Evgeny Semenko, een senior onderzoeker bij de Special Astrophysical Observatory van de Russische Academie van Wetenschappen, tegen RIA Novosti.
Wanneer de zwaartekracht van de zon zo zwak is dat deze kan worden genegeerd tegen de achtergrond van de zwaartekracht van andere sterren, verlaten we de grenzen van ons systeem en gaan we de interstellaire ruimte in. Dit zal gebeuren na ongeveer twee jaar vliegen met de snelheid van het licht.
Anatomie van de Melkweg.
In de open oceaan
Ons sterrenstelsel kan worden gezien als een bal met verschillende stralen. Als je het ronddraait, zullen de stralen zich omwikkelen in de vorm van spiralen - astronomen noemen ze armen. Het zijn er minstens vier, en misschien zeven - het is nog onmogelijk om preciezer te zeggen. Het zonnestelsel bevindt zich op het noordelijke galactische halfrond, in de Orion-arm, 80-90 lichtjaar boven het equatoriale vlak.
Het grootste deel van de sterren, gas en stof van de Melkweg is geconcentreerd in het vlak, dus als we vanaf de aarde in de richting van het centrum kijken, zien we een witachtige rivier aan de nachtelijke hemel. Vandaar de naam - Melkweg. De galactische kern zelf is niet toegankelijk voor observatie in het optische bereik.
“De opname van licht door stof en gas is zo hoog dat strikt genomen één foton op tien miljard ons bereikt vanuit het centrum van de Melkweg. Als we stof uit het vliegtuig konden verwijderen, zou het centrale deel als een volle maan in de lucht schijnen”, legt Semenko uit.
De uitzondering zijn volgens hem "vensters" - de intervallen van de binnenarmen van de Melkweg, waardoor afzonderlijke gebieden doorschijnen, waar de absorptie van licht veel minder is.
Stof en gas zijn transparant voor infraroodstraling en radiogolven, dus astronomen werken in deze bereiken en bestuderen de centrale delen van de melkweg en alles daarbuiten.
Gas- en stofwolken zijn de overblijfselen van sterren en materie uit de extragalactische ruimte. Soms vormen ze bellen die worden opgeblazen door de sterrenwind. Als het gas tijdens de geboorte van een ster sterk wordt verpletterd, verschijnen er puntradiobronnen - masers - in.
“Nevels verwarmd door zeer hete sterren zijn een heel mooi gezicht. In gebieden met zware sterren zullen we een krachtige sterrenwind voelen”, zegt de wetenschapper.
Het eerste object buiten het zonnestelsel dat onze aandacht trekt, is het Alpha Centauri-sterrenstelsel en zijn aardachtige planeet, Proxima Centauri b.
'Dit is de exoplaneet die het dichtst bij ons staat. De ster is klein en koud, de planeet draait ernaast. Het is interessant voor ons of daar leven is, want zoals berekeningen laten zien, zijn er voorwaarden voor vloeibaar water aan het oppervlak”, verduidelijkt de astronoom.
Tijdens de vlucht onderzoeken we de dichtstbijzijnde nevels en sterrenhopen - Lagune, Adelaar, Omega, Drievoudig. We ontmoeten zwarte gaten (als we ze natuurlijk kunnen herkennen), neutronensterren, planetaire systemen, wolken van moleculair gas - vooral dichte en koude objecten in vergelijking met het interstellaire medium. Meestal bestaan ze uit waterstofmoleculen, maar complexe organische materie wordt niet uitgesloten. In theorie kun je erachter komen hoe je er water of alcohol in kunt bijvullen.
Volgens de wetenschapper zijn moleculaire wolken in feite een belangrijke bron van kennis over de chemische evolutie van het universum. Waar komt bijvoorbeeld water vandaan op aarde? Eerder dacht men dat kometen het brachten, maar analyse van monsters van de Churyumov-Gerasimenko-komeet weerlegt deze versie.
De Melkweg, de thuisbasis van de aarde en het zonnestelsel, bevat ongeveer 400 miljard sterren.
Over de nadering van de galactische kern
Dan kruisen we de armen van Boogschutter, Schild, Centauri en komen we bij de grens van de Melkwegkern, de zogenaamde uitstulping - een bel met veel sterren. Figuurlijk gesproken, als de galactische schijf een eiwit is, dan is de uitstulping de dooier.
“De lucht is zo bezaaid met sterren dat er geen verlichting nodig is. De dichtheid van de "bevolking" is hier twintigduizend keer hoger dan in ons deel van de Melkweg ", vervolgt Evgeny Semenko.
De sterren zijn hier massiever, dus hun levenscyclus is sneller. In het interstellaire medium zijn er meer zware elementen overgebleven van supernova-explosies. Door te bestuderen hoe de chemische samenstelling van sterren verandert, reconstrueren ze de evolutie van de Melkweg. Geen wonder dat dit populaire gebied van de moderne astrofysica galactische archeologie wordt genoemd.
Direct in het centrum van de Melkweg bevindt zich de sterkste bron van radiogolven in de Melkweg - Boogschutter A *. Sterren draaien er met halsbrekende snelheden omheen - ongeveer duizend kilometer per seconde. Wetenschappers hebben ze jarenlang gevolgd en, door de banen te veranderen, de massa van het object geschat - vier miljoen zonnen. Aangenomen wordt dat het een superzwaar zwart gat is. Zo'n object creëert een monsterlijke aantrekkingskracht. We zullen er omheen moeten vliegen.
Accretieschijf van een zwart gat, die ontstaat door de val van materie richting het zwarte gat. Dit is hoe het eruit zal zien voor een externe waarnemer.
Tatiana Pichugina
