¿Con qué frecuencia pasan las estrellas a 1 año luz del Sol?

TL; DR Hay un encuentro dentro de 1 año luz aproximadamente una vez cada medio millón de años. Entonces, alrededor de 9000 encuentros cercanos durante la vida del Sol

La respuesta a la segunda parte de tu pregunta es que las estrellas cercanas al Sol están muy bien mezcladas, con un rango de edades que va desde unos pocos millones de años hasta 12 mil millones de años. Ninguno de ellos es identificable "siguiendo al Sol".

Algunos detalles

Usando la re-reducción de la astrometría de Hipparcos, Bailer-Jones (2014) ha integrado órbitas para 50 000 estrellas para buscar objetos que podrían acercarse o haberse acercado al Sol.

El K-dwarf Hip 85605 es el ganador en esa escala de tiempo, con un "90% de probabilidad de llegar entre 0.04 y 0.20pc entre 240,000 y 470,000 años a partir de ahora".

El siguiente mejor es GL710, una enana K que llegará dentro de 0.1-0.44pc en 1.3 millones de años.

Sobre una base estadística, García Sánchez et al. han realizado algunos trabajos . (2001) . Estiman, utilizando los datos de Hipparcos, que los encuentros dentro de 1pc ocurren cada 2,3 millones de años. Sin embargo, los datos de Hipparcos no están completos para objetos débiles de baja masa. Haciendo una corrección por esto, los autores estiman un$<1pc$encuentro cada 100.000 años. La probabilidad de aproximaciones más cercanas escala como el inverso del cuadrado de la separación. es decir, los plazos para aproximaciones más cercanas a 0,1pc son 100 veces más largos.

Hay muchas barras de error grandes en todo este trabajo; recuerde que un error de 1 km/s en la velocidad conduce a un error de 1 pc en la posición después de 1 millón de años. Todo esto debería estar muy bien definido por los resultados de Gaia en los próximos 2 o 3 años.

Actualizar

Hay un nuevo artículo basado en la astrometría Gaia DR3 de Bailer-Jones (2022) . La estrella GL710 ahora está mucho más restringida, acercándose a 0,060-0,068 pc del Sol en 1,26-1,33 millones de años.

Un nuevo contendiente en la escena es HD7977, una enana G3 que puede haberse acercado aún más a 0,02-0,12 pc hace unos 2,72-2,80 millones de años .

Hay un total de unas 50 estrellas que pasarán o habrán pasado a 1 pc del Sol en los últimos$\pm 6$millones de años, es decir, un encuentro conocido cada 240.000 años. Pero tenga en cuenta que esto no puede ser una lista completa y la figura es un límite inferior incluso durante este período, porque las estrellas débiles y las estrellas de alta velocidad pueden entrar y salir del rango de sensibilidad de Gaia en este tipo de escalas de tiempo y, por lo tanto, no estarían en el catálogos actuales.

Bailer-Jones (2018) (usando datos de Gaia DR2) intentó corregir esta incompletitud y estimó una tasa de encuentro dentro de 5 pc de$545 \pm 59$por millón de años. Con la escala del cuadrado inverso mencionada anteriormente (y también defendida por Bailer-Jones), esto se convierte en aproximadamente 1 encuentro dentro de 1 pc cada 50 000 años o aproximadamente 1 encuentro dentro de 1 año luz cada 0,5 millones de años.

Suponiendo que esta tasa sea más o menos correcta durante toda la vida del Sol, entonces esto produciría 9000 encuentros cercanos durante sus 4.500 millones de años de vida (posiblemente podría haber habido un número ligeramente menor de estrellas antes en la historia de la Galaxia, pero esto podría ser superado por el Sol probablemente migre gradualmente hacia afuera desde una posición radial con una densidad estelar más alta).

Proyectando esto aún más, entonces, si está preparado para esperar 50 millones de años, entonces podría esperar un encuentro dentro de 0,1 años luz, que está en la nube de Oort y realmente comienza a ser interesante en lo que respecta a las escalas de tiempo de los eventos de extinción masiva.

Tenía curiosidad por las mismas cosas. Creo que fue en el intercambio de pila de astronomía que me refirieron a una base de datos en línea que proporciona vectores de posición y velocidad para estrellas vecinas. De esos armé una hoja de cálculo. Aquí hay una captura de pantalla:

Solo ingresé 48 de las estrellas más cercanas, por lo que no es una lista exhaustiva.

Parece que su gráfico coincide con mis estimaciones, lo cual es tranquilizador. No sé por qué las estrellas de Ross no están en mi lista, posiblemente la omisión sea un error de mi parte cuando estaba ingresando datos en la hoja de cálculo.

Parece que los acercamientos más cercanos son alrededor de 3 años luz.

Si cada estrella tiene una nube de Oort, creo que la velocidad de los cometas con respecto a nuestro sol sería bastante cercana a la velocidad relativa de la estrella. La estrella más lenta con respecto a nuestro sistema solar parece ser Gliese 729, que se mueve ~14 km/s con respecto al sol.

Si, por ejemplo, parte de la nube de Oort de Van Maanen estuviera a menos de un año luz de nuestro sol, se habrían estado moviendo a 270 km/s. Esas bolas de nieve habrían entrado y salido de nuestro vecindario.

Con estas distancias y velocidades relativas no veo muchas oportunidades para intercambiar cometas.

Se especula que nuestro sol intercambió cometas con estrellas vecinas cuando se estaba formando nuestro sistema solar. De Wikipedia :

La NASA ha citado investigaciones recientes que plantean la hipótesis de que una gran cantidad de objetos de la nube de Oort son el producto de un intercambio de materiales entre el Sol y sus estrellas hermanas a medida que se formaron y se separaron, y se sugiere que muchos, posiblemente la mayoría, de Los objetos de la nube de Oort no se formaron muy cerca del Sol.