Немезида (зоря)

У Вікіпедії є статті про інші значення цього терміна: Немезида (значення).

Немезида (лат. Nemesis, також Зоря смерті) — гіпотетична зоря-компаньйон Сонця, існування якої припускалося з метою пояснення можливих періодичних масових вимирань біологічних видів на Землі, що, за деякими дослідженнями, відбувалися приблизно кожні 26 мільйонів років.

Немезида в уяві художника — червоний карлик, що спостерігається з поля астероїдів. Світла точка в центрі — Сонце

У різних варіантах гіпотези Немезида вважалася червоним, білим або коричневим карликом, який міг обертатися навколо Сонця на відстані від 50 до 100 тисяч астрономічних одиниць (0,8–1,5 світлового року), тобто за межами хмари Оорта^[1]. Передбачалося, що її гравітаційний вплив спричиняв періодичне порушення орбіт комет, що могло призводити до зіткнень із Землею та подальших вимирань.

Назву гіпотетичний об'єкт отримав на честь Немезиди — богині долі, праведного гніву та відплати у грецькій міфології.

Попри популярність гіпотези наприкінці XX століття, подальші спостереження суттєво обмежили її правдоподібність^[2]. Інфрачервоні огляди неба, проведені космічним телескопом WISE у XXI столітті, виключили існування зорі чи коричневого карлика на передбачуваних відстанях^[3]. Більшість астрономів нині вважають Сонце одиночною зорею, хоча можливість існування транснептунових планет у Сонячній системі не відкидається. Окремі сучасні дослідження вказують, що зорі, подібні до Сонця, зазвичай формуються у парах. Якщо Сонце також утворилося у подвійній системі, то ймовірний компаньйон міг бути викинутий із неї настільки далеко, що більше не належав би до початкової системи^[4].

Періодичність масових вимирань

У 1984 році палеонтологи Девід Рауп і Джек Сепковскі опублікували дослідження, у якому проаналізували дані про викопні залишки морських хребетних, безхребетних і найпростіших за останні 250 мільйонів років. Використовуючи методи аналізу часових рядів, вони виявили 12 масових вимирань із середнім інтервалом близько 26 мільйонів років. На той час два з цих вимирань — крейдово-палеогенове та еоцен-олігоценове — вважалися пов'язаними з падінням на Землю астероїда^[5].

Дослідники не змогли визначити точну причину такої періодичності, однак припустили, що вона може бути зумовлена позаземними чинниками. Ідея викликала інтерес серед астрономів, які почали шукати можливий механізм цього явища. Одним із запропонованих пояснень стала гіпотеза про існування зорі-супутника Сонця, що отримала назву Немезида. Згідно з цією моделлю, зоря могла періодично проходити через хмару Оорта та збурювати орбіти комет, частина з яких спрямовувалася до внутрішньої Сонячної системи, збільшуючи ймовірність зіткнень із Землею.

Ідея Немезиди також була популяризована фізиком Річардом А. Мюллером, натхненним роботами Вальтера Альвареса, автора гіпотези про вимирання динозаврів унаслідок падіння астероїда^[6].

У 2010 році Адріан Мелотт і Річард Бамбах здійснили повторний аналіз викопних даних, використавши точніше датування та незалежні бази даних. Вони виявили підтвердження періодичності, однак із середнім інтервалом 27 мільйонів років на часовому відрізку у 500 мільйонів років. Відмінність у результатах пояснювалася уточненням геологічної шкали часу, що призвело до приблизно 3 % «розтягування» порівняно з попередніми підрахунками^[7].

Попри статистичну значущість виявлених циклів, результати викликали сумніви. Через похибку вимірювань, що сягає 10 %, уже після кількох сотень мільйонів років регулярність події стає важко підтвердити. Крім того, досі відсутні прямі спостереження, які б підтверджували існування зорі-компаньйона Сонця^[8].

Розвиток гіпотез про Немезиду

Незалежно один від одного дві команди дослідників — Деніел Вітмайр та Альберт Джексон, а також Марк Девіс, П'єт Хат і Річард Мюллер — опублікували в одному з випусків журналу Nature^[9][10] статті, що пояснювали періодичність масових вимирань існуванням у Сонця гіпотетичної зорі-компаньйона. Вона отримала назву Немезида на честь давньогрецької богині відплати, або «Зоря смерті». Згідно з гіпотезою, об'єкт рухався дуже витягнутою орбітою з великим ексцентриситетом. Під час наближення до Сонця він збурював орбіти комет у хмарі Оорта, що призводило до збільшення числа їхніх зіткнень із Землею.

Тип Немезиди, якщо вона існує, залишається невизначеним. Річард Мюллер вважав, що ймовірніше за все це червоний карлик із зоряною величиною від 7ᵐ до 12ᵐ^[11]. Якщо об'єкт є червоним карликом, він мав би бути включений до зоряних каталогів. Однак його природа могла залишитися непоміченою через слабкий власний рух, який складно виявити традиційними методами, на відміну від, наприклад, зорі Барнарда. За оцінками Мюллера, останнє масове вимирання близько 11 мільйонів років тому вказує на велику піввісь орбіти Немезиди приблизно 1–1,5 світлового року. Він припускав, що об'єкт може перебувати поблизу сузір'я Гідри. Розрахунки атипових орбіт довгоперіодичних комет також узгоджуються з такою моделлю.

Девіс та Хат описували Немезиду як коричневого карлика з орбітою середнього ексцентриситету. Модель Вітмайра та Джексона була схожою, але передбачала ще більший ексцентриситет (e ≥ 0,9), що стало приводом для критики через нестабільність таких орбіт^[12].

Остання робота Мюллера щодо Немезиди була опублікована у 2002 році, де він припустив, що близько 400 мільйонів років тому орбіта цього об'єкта могла бути збурена близьким проходженням іншої зорі на орбіту з ексцентриситетом 0,7.

У 2016 році «Щомісячні повідомлення Королівського астрономічного товариства» опублікували статтю Даніеле Вітмайра (який запропонував існування Тіхе), у якій він модифікував версію моделі Немезиди, уперше запропоновану у 1985 р. з урахуванням нових даних про транснептунову планету. Гіпотеза стверджує, що об'єкт, який знаходиться набагато ближче до Сонця, ніж Немезида, може мати подібний ефект, якби його орбіта обертається зі швидкістю в тисячі разів меншою, ніж його фактична швидкість. Це означало б, що він міг взаємодіяти лише з поясом Койпера кожні 27 мільйонів років, потенційно вштовхуючи комети у внутрішню Сонячну систему і провокуючи масове вимирання^[13]. Того ж року Майкл Браун і Костянтин Батигін запропонували гіпотезу Дев'ятої планети (100—600 а. о.), яка, втім, не може пояснити 27-мільйонну періодичність.

Факти, які підкріплюють гіпотезу

Орбіта Седни

Орбіта Седни порівняно із Сонячною системою і хмарою Оорта

Седна — транснептуновий об'єкт, що рухається навколо Сонця по надзвичайно витягнутій та еліптичній орбіті. Її перигелій становить близько 76 астрономічних одиниць (а. о.), тоді як афелій досягає приблизно 975—1000 а. о. Один оберт Седни навколо Сонця триває від 10,5 до 12 тисяч років^[14].

Її першовідкривач, астроном Майкл Браун із Каліфорнійського технологічного інституту, у статті для журналу Discover зазначив, що такі орбітальні параметри є «вкрай дивними». За його словами, Седна «не повинна перебувати там, де вона виявлена», оскільки її траєкторія не може бути пояснена відомими гравітаційними механізмами: вона не наближається достатньо до Сонця для суттєвого впливу, але й не віддаляється настільки, щоб орбіту визначали інші зорі^[14].

Браун запропонував кілька можливих пояснень походження орбіти: вплив гравітації невідомої масивної транснептунової планети; наслідки одноразового проходження зорі на відстані близько 500 а. о. від Сонця; формування Сонячної системи у складі зоряного скупчення, де взаємодії з іншими зорями могли викинути Седну на теперішню траєкторію. Останній сценарій він вважає найбільш імовірним^[15].

Подібної думки дотримувався й астроном Скотт Кеньйон, який у 2004 році здійснив комп'ютерне моделювання можливих зближень із сусідніми зорями в минулому та підтвердив реалістичність цієї версії^[16].

Можливість виявлення

Можливе існування Немезиди передбачає її виявлення під час систематичних оглядів неба, зокрема проєктів Pan-STARRS та Large Synoptic Survey Telescope. У разі якщо ця гіпотетична зоря є червоним або коричневим карликом, її можна було б ідентифікувати за даними космічного телескопа WISE, який проводить спостереження в інфрачервоному діапазоні та визначає відстані до об'єктів за допомогою паралаксу^[17]. Попередні результати аналізу спостережень були опубліковані 14 квітня 2011 року^[18]. У березні 2014 року було оголошено, що в межах 26 тисяч астрономічних одиниць від Сонця немає невідомих об'єктів розміром із Юпітер чи більших^[19].

Критика

Основою гіпотези про існування Немезиди є припущення про періодичність масових вимирань, які нібито спричинялися падінням великих небесних тіл на Землю. Втім, дослідження, проведене Коріном Бейлер-Джонсом (Coryn Bailer-Jones) з Астрономічного інституту імені Макса Планка із застосуванням методів баєсової статистики, не підтвердило такої закономірності. За його висновками, частота падінь комет та астероїдів протягом останніх 250 мільйонів років не виявляє чіткої періодичності, а натомість демонструє поступове зростання. Це може бути зумовлено як неповнотою даних щодо стародавніх кратерів, так і реальною тенденцією до збільшення кількості зіткнень^[2][20].

Пошуки Немезиди

Пошуки Немезиди, здійснені 1986 року обсерваторією Ляйшнера при Каліфорнійському університеті в Берклі, завершилися безрезультатно. У 1980-х рр. не вдалося відкрити Немезиду інфрачервоній орбітальній обсерваторії (IRAS). Астрономічне дослідження неба 2MASS, яке тривало з 1997 по 2001 рік, не виявило зір чи коричневих карликів у Сонячній системі.

Зокрема, очікувалося, що якщо Немезида є червоним або коричневим карликом, її вдасться знайти за допомогою місії WISE (дослідження неба в інфрачервоному діапазоні, яке охоплює більшу частину простору навколо Сонячної системи шляхом вимірювання паралакса, що визначає рух). Телескоп WISE здатний виявляти коричневі карлики з температурою 1500 кельвінів на відстані до 10 світлових років; що ближче перебуває коричневий карлик, то легше його віднайти. 14 квітня 2011 р. було оприлюднено попередні результати дослідження WISE, а 14 березня 2012 р. було опубліковано весь каталог місії^[21]. У 2014 році дані, отримані телескопом WISE, дали підстави стверджувати, що в хмарі Оорта на відстані до 10 000 астрономічних одиниць немає космічних тіл розміром із Сатурн або більших.

Здійснені в 1980-х рр. розрахунки виявили, що внаслідок збурень, спричинених Галактикою в цілому й окремими зорями, що проходять поблизу Сонця, у Немезиди має бути неправильна орбіта. З іншого боку, робота Мелотта і Бамбака свідчить про регулярність, що несумісно з очікуваною нерегулярністю орбіти. Таким чином, хоча гіпотеза й відповідає періодичності вимирань, вона суперечить гіпотезі щодо Немезиди (хоча й не суперечить можливості існування інших субзоряних об'єктів). На думку НАСА, останні наукові дослідження не свідчать на користь ідеї, що масові вимирання на Землі повторюються регулярно, а отже, гіпотеза Немезиди втратила актуальність^[22]. І справді, нещодавнє дослідження неба за допомогою телескопа WISE не виявило зір або коричневих карликів, які оберталися б навколо Сонця.

У художній літературі

У романі Айзека Азімова «Немезида» у 2220 році відкрито прихований галактичною туманністю червоний карлик («Зірка-сусідка»), що знаходиться у двох світлових роках від Сонця і названий Немезидою на честь гіпотетичного супутника Сонця.

Див. також

• 128 Немезида
• Транснептуновий об'єкт
• Нібіру та Антиземля
• Тея (гіпотетична планета)
• Тіхе (гіпотетична планета)
• Вулкан (гіпотетична планета)
• Гіпотетична п'ята планета-гігант
• Дев'ята планета
• Планети поза Нептуном
• Немезида (богиня грецької міфології)
• Зоря Шольца — невелика подвійна зоря, що близько 70 000 років тому наближалася до Сонця на невелику відстань (0,8 світлого року)