Как будет выглядеть небо над Землей в будущем? Например, через несколько миллионов лет? Много ли изменится? Европейское космическое агентство недавно выпустило чрезвычайно впечатляющий фильм, изображающий эти изменения.
Запущенный в июле 2014 года спутник ЕКА Gaia каталогизирует положения звезд с максимально возможной точностью. Цель этой миссии — создать трехмерную карту нашей галактики — что непросто, когда мы понимаем, что вместе с Землей мы можем наблюдать Млечный Путь только «изнутри». Однако очень точное положение звезд и их собственное движение (ведь звезды никогда не находятся на небесной сфере постоянно — они движутся с меньшей или большей скоростью) многое говорят нам об их распределении в Галактике.
Большинство созвездий, известных сегодня, были «открыты» древними греками чуть более двух тысяч лет назад. Из этого следует, что собственными движениями звезд в такой временной шкале можно пренебречь — созвездия сегодня выглядят более или менее так же, как и тогда. Однако несколько тысяч лет не так уж много по сравнению со сроком жизни целой галактики. На самом деле звезды движутся, и не только с одинаковой скоростью вокруг центра Млечного Пути, они еще и как бы разлетаются в разные, иногда совершенно случайные направления. Эти собственные движения звезд могут быть результатом их взаимных гравитационных взаимодействий.
Как это выглядит на практике? Чем ближе звезды к нам, тем сильнее их собственные движения. Эта перспектива объясняет, как Gaia измеряет положение звезд: используется метод параллакса, т.е. наблюдаемое смещение ближайших звезд на фоне более далеких звезд в зависимости от текущего положения Земли на орбите вокруг Солнца.
Агентство ESA опубликовало видео, на котором видно движение 2 057 050 звезд. Их измерения были настолько точными, что позволили ученым предсказать их положение на небе в далеком будущем. Эти движения затем использовались для визуализации изменений их положения — до пяти миллионов лет вперед. Каждый новый кадр этого фильма соответствует сдвигу во времени на 750 лет...
Сначала кажется, что здесь ничего не происходит, но достаточно присмотреться к формам известных созвездий. Напомним, что они являются лишь изображениями видимых нам звёзд в двух измерениях — ведь их звёзды обычно не располагаются близко друг к другу в трёхмерном пространстве, а наблюдаемая форма — результат проекции на небесную сферу. В правой части видео видно созвездие Ориона — чуть ниже яркой плоскости Галактики. Хорошо видно, что со временем это и другие созвездия начинают быстро деформироваться - для этого достаточно ста тысяч лет. Это связано с тем, что звезды, расположенные ближе к Земле, кажутся движущимися гораздо больше, чем звезды, расположенные дальше. Звезды в созвездиях «не чувствуют себя связанными друг с другом» — известные сегодня системы и закономерности со временем распадаются.
Темные области на видео — это облака межзвездной пыли, которые блокируют свет из-за них. Такие звезды мы сегодня не видим, поэтому визуализация их не включает — но стоит иметь в виду, что в далеком будущем они могут выглянуть из-за этих пылевых облаков. Движутся и сами облака, чего на видео не видно, но их движение также изменит точную картину будущего Млечного Пути.
Наконец, стоит упомянуть, что звезды не живут вечно. Их свет часто достигает нас за многие световые годы, поэтому мы можем даже задаться вопросом, действительно ли все звезды, которые мы наблюдаем сегодня, все еще там. Обычно - да, но если бы мы подождали несколько сотен тысяч лет, ситуация изменилась бы. К тому времени Красная Бетельгейзе Ориона должна взорваться как сверхновая. Однако мы не заметим этого до 600 лет спустя, потому что это наше расстояние от этой массивной звезды всего в световых годах. Вскоре после этого сам Орион, как система звезд, начнет медленно распадаться, ибо вскоре исчезнет и голубой Ригель. Однако в течение тысяч и миллионов лет могут образовываться совершенно новые звезды.