Wie oft ziehen Sterne innerhalb von 1 Lichtjahr an der Sonne vorbei?

TL;DR Es gibt eine Begegnung innerhalb von 1 Lichtjahr etwa alle eine halbe Million Jahre. Also ungefähr 9000 enge Begegnungen während der Lebenszeit der Sonne

Die Antwort auf den zweiten Teil Ihrer Frage ist, dass die Sterne in der Nähe der Sonne extrem gut gemischt sind, mit einem Altersbereich von einigen Millionen Jahren bis zu 12 Milliarden Jahren. Keiner von ihnen folgt identifizierbar der Sonne.

Ein paar Details

Bailer-Jones (2014) hat mithilfe der Re-Reduktion der Hipparcos-Astrometer Umlaufbahnen für 50.000 Sterne integriert, um nach Objekten zu suchen, die der Sonne nahe kommen oder nahe gekommen sein könnten.

Der K-Zwerg Hip 85605 ist der Gewinner auf dieser Zeitskala, mit einer "90%igen Wahrscheinlichkeit, zwischen 240.000 und 470.000 Jahren zwischen 0,04 und 0,20 Prozent zu liegen".

Der nächstbeste ist GL710, ein K-Zwerg, der in 1,3 Millionen Jahren auf etwa 0,1 bis 0,44 Prozent kommen wird.

Auf statistischer Basis wurden einige Arbeiten von Garcia Sanchez et al. (2001) . Sie schätzen unter Verwendung der Hipparcos-Daten, dass Begegnungen innerhalb von 1pc alle 2,3 Millionen Jahre stattfinden. Allerdings sind die Hipparcos-Daten für massearme, lichtschwache Objekte nicht vollständig. Um dies zu korrigieren, schätzen die Autoren a$<1pc$Begegnung alle 100.000 Jahre. Die Wahrscheinlichkeit für nähere Annäherungen skaliert als Kehrwert des Quadrats der Trennung. dh die Zeitskalen für Annäherungen näher als 0,1 Prozent sind 100-mal länger.

In all dieser Arbeit gibt es viele große Fehlerbalken - erinnern Sie sich, dass ein Geschwindigkeitsfehler von 1 km/s nach 1 Million Jahren zu einem Positionsfehler von 1 Prozent führt. All dies sollte in den nächsten 2-3 Jahren durch Gaia-Ergebnisse wirklich gut festgenagelt werden.

Aktualisieren

Es gibt ein neues Papier, das auf der Gaia DR3-Astrometrie von Bailer-Jones (2022) basiert . Der Stern GL710 ist jetzt viel stärker eingeschränkt und kommt in 1,26 bis 1,33 Millionen Jahren auf 0,060 bis 0,068 Prozent der Sonne heran.

Ein neuer Anwärter auf die Szene ist HD7977, ein G3-Zwerg, der vor etwa 2,72 bis 2,80 Millionen Jahren mit 0,02 bis 0,12 Prozent noch näher gekommen sein könnte .

Es gibt insgesamt etwa 50 Sterne, die im letzten Jahr innerhalb von 1 Prozent an der Sonne vorbeigezogen sind oder sind$\pm 6$Millionen Jahren - also etwa alle 240.000 Jahre eine bekannte Begegnung. Beachten Sie jedoch, dass dies unmöglich eine vollständige Liste sein kann und die Zahl selbst über diesen Zeitraum eine untere Grenze darstellt, da sich schwache Sterne und Sterne mit hoher Geschwindigkeit auf diesen Zeitskalen in und aus Gaias Empfindlichkeitsbereich bewegen können und daher nicht im sein würden aktuelle Kataloge.

Bailer-Jones (2018) (unter Verwendung von Gaia DR2-Daten) versuchte, diese Unvollständigkeit zu korrigieren, und schätzte eine Begegnungsrate innerhalb von 5 Prozent$545 \pm 59$pro Million Jahre. Mit der oben erwähnten (und auch von Bailer-Jones befürworteten) umgekehrten quadratischen Skalierung wird dies zu etwa 1 Begegnung innerhalb von 1 PC alle 50.000 Jahre oder zu etwa 1 Begegnung innerhalb von 1 Lichtjahr alle 0,5 Millionen Jahre.

Unter der Annahme, dass diese Rate über die gesamte Lebensdauer der Sonne ungefähr korrekt ist, würde dies 9000 enge Begegnungen über ihre 4,5-Milliarden-Jahre-Lebensdauer ergeben (möglicherweise gab es früher in der Geschichte der Galaxie eine etwas geringere Anzahl von Sternen, aber dies könnte aufgewogen werden). die Sonne wandert wahrscheinlich allmählich von einer radialen Position mit einer höheren Sterndichte nach außen.)

Wenn Sie dies weiter projizieren, dann könnten Sie, wenn Sie bereit sind, 50 Millionen Jahre zu warten, eine Begegnung innerhalb von 0,1 Lichtjahren erwarten, die sich in der Oortschen Wolke befindet und wirklich interessant wird, was die Zeitskalen von Massensterben betrifft.

Ich war neugierig auf die gleichen Dinge. Ich glaube, beim Astronomie-Stack-Austausch wurde ich auf eine Online-Datenbank verwiesen, die Positions- und Geschwindigkeitsvektoren für benachbarte Sterne enthält. Daraus habe ich eine Tabelle zusammengestellt. Hier ist ein Screenshot:

Ich habe nur 48 der nächstgelegenen Sterne eingegeben, daher ist die Liste keinesfalls vollständig.

Es sieht so aus, als ob Ihre Grafik mit meinen Schätzungen übereinstimmt, was beruhigend ist. Ich weiß nicht, warum die Ross Stars nicht in meiner Liste sind, möglicherweise ist die Auslassung ein Fehler meinerseits, als ich Daten in die Tabelle eingab.

Sieht so aus, als ob die nächsten Annäherungen etwa 3 Lichtjahre entfernt sind.

Wenn jeder Stern eine Oortsche Wolke hat, würde die Geschwindigkeit der Kometen in Bezug auf unsere Sonne meiner Meinung nach ziemlich nahe an der relativen Geschwindigkeit des Sterns liegen. Der langsamste Stern in unserem Sonnensystem scheint Gliese 729 zu sein, der sich mit ~14 km/s in Bezug auf die Sonne bewegt.

Wenn zum Beispiel einige von Van Maanens Oort-Wolke sich unserer Sonne innerhalb eines Lichtjahres näherten, hätten sie sich mit 270 km/s bewegt. Diese Schneebälle wären in unsere Nachbarschaft rein und raus gezoomt.

Bei diesen Entfernungen und relativen Geschwindigkeiten sehe ich nicht viel Gelegenheit, Kometen auszutauschen.

Es wird spekuliert, dass unsere Sonne bei der Entstehung unseres Sonnensystems Kometen mit benachbarten Sternen vertauscht hat. Aus Wikipedia :

Jüngste Forschungen wurden von der NASA zitiert, die die Hypothese aufstellt, dass eine große Anzahl von Oortschen Wolkenobjekten das Produkt eines Materialaustauschs zwischen der Sonne und ihren Geschwistersternen sind, als sie sich bildeten und auseinander drifteten, und es wird vermutet, dass viele – möglicherweise die Mehrheit – davon Oortsche Wolkenobjekte wurden nicht in unmittelbarer Nähe der Sonne gebildet.