¿Cuáles son las probabilidades de que el Sol choque con otra estrella?

El Sol se mueve alrededor del disco de la Vía Láctea en la misma dirección que la mayoría de las otras estrellas de nuestra galaxia (progrado). Pero hay varias estrellas más antiguas en el halo galáctico que se mueven en órbitas retrógradas, y algunas de ellas pasan entre el Sol y el centro de la galaxia . ¿Cuáles son las posibilidades de que el Sol colisione con otra estrella, digamos en los próximos 5 mil millones de años?

¡Fantástica pregunta! (desafortunadamente no puedo votar) Me pregunto en particular si es lo suficientemente realista que las estrellas colisionen con el Sol para alcanzar las 8 masas solares requeridas para una supernova, si estoy en lo cierto acerca de este valor. 5 mil millones de años es un tiempo extremadamente largo, después de todo.
¿Te refieres a una estrella que ingresa al sistema solar o que choca y se fusiona con el Sol?
Me parece recordar haber leído algo sobre las posibilidades de que las estrellas choquen en comparación con dos mosquitos en el Gran Cañón chocando.
@fasterthanlight Me refiero a una colisión, en lugar de un pase cercano.
Siguiente (para todas las estrellas): ¿Están cambiando esas probabilidades y dejará de existir la posibilidad algún día?
IIRC, las colisiones son mucho más probables entre objetos con órbitas similares que entre objetos con órbitas opuestas u otras muy diferentes.
@Plutos Loyer: Parecería mucho más probable que una colisión real provoque que ambas estrellas pierdan una masa considerable, ya que mucho material se aceleraría a más de la velocidad de escape. Y eso ni siquiera considera lo que haría volar las capas externas a las reacciones nucleares internas. Me pregunto si alguien ha hecho una simulación de esto.
@jamesqf sí, se responde muy bien aquí: astronomy.stackexchange.com/questions/41002/…
@jamesqf Tienes razón, algo así sucede a veces en Universe Sandbox, si las colisiones son demasiado rápidas. Una vez, Próxima Centauri perdió tanta masa a través de una colisión que finalmente no tuvo suficiente masa ni siquiera para la fusión de deuterio y ¡parecía un planeta gigante gaseoso ordinario!
Recuerdo una estimación de las estrellas que chocan cuando dos galaxias del tamaño de la vía láctea chocan de frente. La estimación fue algo de un solo dígito como 4 o 6.
Muy pequeño, consulte aquí: astronomy.stackexchange.com/q/35196/1891 . es posible en ≈ 10 19 años, aproximadamente con la misma probabilidad de que el Sol expulse la galaxia debido a una casi colisión de 3 cuerpos.
El comportamiento a muy largo plazo de las galaxias es que casi todas las estrellas la expulsan, el resto se une al agujero negro central. La probabilidad de una colisión es aproximadamente la misma que la probabilidad de una eyección.
Para dar un poco de perspectiva, si nuestro sol fuera del tamaño de una pelota de golf, la estrella que actualmente está más cerca de nosotros estaría cerca de 800 millas de distancia. Hay muchas estrellas en nuestra galaxia, pero mucho más espacio vacío...

Respuestas (3)

TL; DR: Prácticamente cero.

Las distancias entre estrellas son ENORMES y las estrellas son diminutas en comparación con las escalas astronómicas de distancia entre estrellas vecinas. El sol, es aproximadamente 0.0000001 o una diezmillonésima parte de un año luz. La probabilidad de una estrella (para ser generoso, digamos una 10 R ⊙ estrella) chocando con el Sol es diminuta.

Cada estrella tiene un vector de velocidad diferente y diferentes posiciones en el espacio-tiempo. La probabilidad de que sus posiciones se crucen en un período de tiempo relativamente corto es casi cero. Imagina lanzar un pequeño dardo y dar en el blanco del tamaño de un átomo desde varias millas de distancia. Eso todavía es mayor que la probabilidad de que el Sol y alguna otra estrella colisionen en un futuro cercano (5 mil millones de años es un pequeño momento cuando se trata de eventos como estos).

Según Wikipedia , se necesitan alrededor de 30 billones de años para que una estrella experimente un encuentro cercano con otra estrella. Incluso si el encuentro es inferior a 1 UA, las estrellas probablemente simplemente pasarían de largo y no harían nada especial. Para una colisión y fusión completas, necesitaría que las distancias fueran mucho, mucho más pequeñas, aproximadamente 0.1 R ⊙ .

Años a partir de ahora Evento
3×10 13 (30 billones) Tiempo estimado para que las estrellas (incluido el Sol) experimenten un encuentro cercano con otra estrella en las vecindades estelares locales. Cada vez que dos estrellas (o remanentes estelares) pasan cerca una de la otra, las órbitas de sus planetas pueden verse interrumpidas, lo que podría expulsarlos del sistema por completo. En promedio, cuanto más cerca está la órbita de un planeta de su estrella madre, más tiempo tarda en ser expulsado de esta manera, porque está gravitacionalmente más unido a la estrella.

Fuente: https://en.wikipedia.org/wiki/Timeline_of_the_far_future

Además, según Wikipedia:

Si bien las colisiones estelares pueden ocurrir con mucha frecuencia en ciertas partes de la galaxia, la probabilidad de una colisión que involucre al Sol es muy pequeña. Un cálculo de probabilidad predice que la tasa de colisiones estelares que involucran al Sol es de 1 en 10 28 años.

Fuente: https://en.wikipedia.org/wiki/Stellar_collision#Stellar_collisions_and_the_Solar_System

Volviendo a las matemáticas crudas, asumiendo una incertidumbre de 2 AU, la probabilidad dada estos parámetros es igual a:

5 ⋅ 10 9  años 3 ⋅ 10 13  años ⋅ 10 24  estrellas en el universo ⋅ 0.1 R ⊙ 450 R ⊙ = 1 27 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 = 1 2.7 ⋅ 10 31

Advertencia: esta es solo una estimación muy aproximada, no la tome como una respuesta "real, súper matemática". Pero todavía espero que esto ayude.

Editar: esa ecuación anterior probablemente sea demasiado grande. Hice una pregunta sobre esto: si dos estrellas chocan, ¿cuál es la probabilidad de que se fusionen para formar una sola estrella?

La estimación citada en su respuesta es para "otra estrella en vecindarios estelares locales". ¿Estás seguro de que esta estimación también se aplicaría a las estrellas en órbita retrógrada en el Halo Galáctico?
"Incluso si el encuentro es de menos de 1 UA, las estrellas probablemente simplemente pasarían y no harían nada especial". ¿No comenzaría la gravedad a juntarlos, y comenzaría a juntarlos aún más cuanto más cerca están?
@nick012000 La gravedad de cada estrella alterará ligeramente el curso de la otra estrella a medida que pasa.
Si bien es probable que tener un encuentro "cercano" con otra estrella no afecte mucho al Sol, ciertamente perturbará las órbitas de los planetas.
@PaŭloEbermann Sí, estaba pensando que tener un segundo paso del sol dentro de 1 AU de nosotros sería bastante espectacular
@ nick012000 la conservación de la energía dice que no. La gravedad alterará las trayectorias pero no "absorbe las cosas". Si las estrellas no estaban unidas gravitacionalmente antes del encuentro, no lo estarán después, a menos que se acerquen lo suficiente como para chocar literalmente entre sí.
@fasterthanlight No entiendo cómo un cálculo de la probabilidad de una colisión con nuestro Sol incluiría todas las estrellas del universo. La mayoría de las estrellas del universo están demasiado distantes para colisionar con nuestro Sol.
@ConnorGarcia, el gran número 10 ^ 24 está ahí porque 3 * 10 ^ 13 es la cantidad de años que se espera que una estrella colisione con otra. El sol es uno de esos 10^24, por eso el 10^24 está ahí.
@JollyJoker depende. Si pasara a 1 UA de nuestro Sol en el mismo lado del Sol que nosotros, sería muy espectacular.

Como dice más rápido que la luz, la probabilidad de que nuestro Sol colisione con otra estrella de la galaxia es prácticamente nula. De hecho, la probabilidad de que cualquier estrella de la galaxia choque con otra estrella (no relacionada) es muy pequeña.

Las estrellas pueden chocar y chocan , pero son estrellas que ya están unidas gravitacionalmente entre sí en sistemas estelares binarios o múltiples. Y generalmente no chocan hasta que son bastante viejos. Una estrella puede extraer material de una estrella compañera y, en algunos casos, eso altera el equilibrio gravitatorio lo suficiente como para que las estrellas se fusionen, lo que puede ser bastante explosivo. Otra opción es que las órbitas de las estrellas decaigan a través de la radiación de ondas gravitacionales. Incluso para las estrellas de neutrones en órbitas estrechas, que irradian energía gravitatoria a un ritmo relativamente rápido, este proceso lleva mucho tiempo.

Hay mucho espacio entre las estrellas de la galaxia. E incluso cuando colisionan galaxias enteras, las colisiones de estrellas tienen una probabilidad muy baja. Wikipedia dice que cuando la Vía Láctea y Andrómeda se fusionan "las estrellas involucradas están lo suficientemente separadas entre sí como para que sea improbable que cualquiera de ellas colisione individualmente".

Lo siguiente puede darle una idea de cuán baja es la densidad de estrellas de nuestra galaxia. Según Wikipedia , la masa de la Vía Láctea está entre 0,8 y 1,5 billones de masas solares. Eso incluye la materia oscura, que es una mayoría significativa de la masa total, así como la masa de gas y polvo interestelar suelto, por lo que la masa real de las estrellas es bastante menor. Pero vamos con el 1.5 × 10 12 METRO ⊙ figura, sólo para ser generoso. ;)

Ese artículo también dice que el diámetro del disco estelar de la Vía Láctea es de alrededor de 185 ± 15 mil años luz, dependiendo de cómo se defina el borde exterior. Así que usemos un radio de 85.000 años luz. Además, el grosor medio del disco galáctico es de unos 1.000 años luz.

Las estrellas están hechas de plasma caliente, por lo que son bastante tenues en sus regiones exteriores. Pero se vuelven bastante densos en sus núcleos, donde ocurren la mayoría de las reacciones nucleares. La densidad media del Sol es de 1,41 g/cm³ (1.410 kg/m³), es decir, 1,41 veces la densidad estándar del agua, pero la densidad en su núcleo ronda los 150 g/cm³, muchas veces superior a la del metal más denso del planeta. condiciones.

Imaginemos que de alguna manera pudiéramos homogeneizar y comprimir la Vía Láctea en un disco uniforme, con su radio actual, y con una densidad de 1g/cm³. Así que estamos aplastando ese espesor de estrellas de 1000 años luz y todo lo demás, en un disco delgado de 85 000 años luz de radio, con la misma densidad que el agua.

Adivina qué tan grueso sería ese disco.

1.469 milímetros.

Puede verificar mi cálculo ingresando esta fórmula en la barra de búsqueda de Google, que invoca la Calculadora de Google:(1.5e12 solar masses) / ((1 g/cm^3) * pi * (85000 lightyears)^2)

Por el contrario, si aplastamos el Sol en un disco de 1 g/cm³ de radio 30,1 au, el radio orbital de Neptuno, obtenemos un espesor de

31,2 metros

(1 solar mass) / ((1 g/cm^3) * pi * (30.1 au)^2)

Estoy buscando algo más específico que "muy pequeño". ¿Está de acuerdo con la otra respuesta de 1 en 2,7 millones?
@ConnorGarcia Creo que en realidad es una sobreestimación, según las probabilidades asociadas con la fusión de la Vía Láctea y Andrómeda. Es probable que ninguna de las billones de estrellas en las 2 galaxias en colisión colisionen. Pero las probabilidades de que se crucen las trayectorias son presumiblemente mayores que en una galaxia estable. Hace años, cuando leí por primera vez sobre la fusión de galaxias, el artículo mencionaba que las colisiones eran muy poco probables, pero si ocurrían, solo podrían involucrar a un par de estrellas, menos de un puñado. Pero ahora tenemos mejores estadísticas sobre el número de estrellas, distribuciones y perfiles de masa de galaxias.
@ConnorGarcia - ¿Qué tal 0 en 5B? la respuesta de Keith
@Mazura No sé qué se supone que significa "0 en 5B", pero 1 colisión cada 10²⁸ años suena razonable. Entonces, si el Sol alguna vez choca con otra estrella, es probable que para entonces sea una enana blanca (o negra). En esa escala de tiempo, las condiciones habrán cambiado significativamente: como dije aquí , todo el Grupo Local se fusionará en una sola galaxia elíptica gigante en 450 mil millones de años más o menos. Por lo tanto, los cálculos de probabilidad en esa escala de tiempo deben tomarse con pinzas.
@ConnorGarcia No es fácil estimar la probabilidad de eventos que nunca se han observado, como colisiones de estrellas no relacionadas. En varias respuestas y comentarios sobre una pregunta reciente de Physics SE , se hacen algunos puntos importantes con respecto a las dificultades de hacer cálculos de probabilidad válidos para eventos con muy baja probabilidad. La idea básica es que con probabilidades pequeñas, el valor calculado puede ser menor que la probabilidad de que su modelo sea incorrecto o, al menos, la probabilidad se ve superada por los errores del modelo.
(continuación) La probabilidad de que el Sol colisione no es tan pequeña como algunas de las probabilidades discutidas en esa página de Physics SE, pero los puntos señalados allí siguen siendo relevantes para el caso de la colisión del Sol, hasta cierto punto.

Imagina que hay 2 palomas con LSD volando alrededor del mundo. ¿Cuáles son las posibilidades de que colisionen?

Las estrellas en colisión son menos probables porque si las estrellas fueran tan grandes como palomas, su distancia promedio sería de 200,000 kilómetros.

Las estrellas viajan a 500.000 mph en promedio, por lo que si fueran pájaros, los pájaros volarían a 0.000005 mph.

Las estrellas son 10^11 veces más grandes que las palomas.

Aquí hay un artículo sobre encuentros cercanos de nuestra galaxia con otras estrellas, es decir, Scholz'Star , que pasó a unas 50.000 AU del sol, a través de la nube de Oort. https://www.discovermagazine.com/the-sciences/wandering-stars-pass-near-our-solar-system-surprisingly-often

Eso es como una paloma que pasa a 500 kilómetros de otra paloma, siendo llamada "llamada cercana" .

El sobrevuelo más cercano actualmente predicho es que Gliese 710 pasará 5 veces más cerca que la estrella Scholz en 1,2 millones de años a 0,17 años luz de distancia . Actualmente está a 63 años de distancia.

Acabo de verificar esto nuevamente, Wolfram dice que si la Vía Láctea se encogiera para que encaje en la órbita de la Tierra alrededor del Sol, habría 100 000 000 000 pájaros (estrellas) volando a 1 mm por minuto y 200 000 km entre pájaros en promedio.

Por otro lado, si hubiera cien mil millones de palomas drogadas volando, ¿cuáles son las posibilidades de que algunas de ellas se estrellen? Las posibilidades de que dos estrellas individuales colisionen son bajas, pero las posibilidades combinadas de que cualquier estrella de la misma galaxia colisione con nosotros son... bueno, todavía muy bajas, pero tenemos que calcular todos los números para estar seguros de eso.
@user3153372, Sí, de hecho. Revisé otra información... Decía: si los astrónomos fueran pulgas montadas en las palomas, un astrónomo le diría al otro: ¿Sabes qué? Hace 70.000 años, otra paloma se acercó a 500 kilómetros de nosotros. ¡Eso estuvo cerca! lo llamaban la paloma de Sholz, ¡habría cambiado el cielo nocturno! ¡Guau! Significa que podemos saltar de estrella cada 50.000 años sin tener que viajar a años luz de distancia, es decir, en 50.000 años, tal vez podamos volar a otro sistema estelar. en.wikipedia.org/wiki/Scholz%27s_Star#Solar_System_flyby
¿Cuáles son las probabilidades de que el Sol choque con otra estrella?
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