Новое исследование показывает, что Солнце может захватывать блуждающие планеты

Новое исследование рассмотрело возможность того, могло ли Солнце захватить планету-изгоя, которая в одиночку летит по галактике.

В 2017 году астрономы обсерватории Pan-STARRS1, занимающиеся поиском околоземных астероидов, заметили объект, пролетавший мимо Солнца со скоростью 38,3 километра в секунду.

Вскоре телескопы по всему миру направились в сторону необычного объекта, пытаясь собрать как можно больше данных, прежде чем он удалится от Солнца. Рассматривая видимый свет, отражающийся от объекта, ученые смогли определить его размер и форму, обнаружив, что он был около 400 метров в длину и, вероятно, имел вытянутую форму.

Скорость и траектория объекта, A/2017 U1, предполагали, что это межзвездный объект и что он снова покинет Солнечную систему. Оумуамуа, как его теперь называют, был нашим первым подтвержденным межзвездным гостем. В 2019 году у нас был второй подтвержденный межзвездный гость в лице блуждающей кометы 2I/Borisov.

Основываясь на этих открытиях, ученые высказали предположение, что некоторые кентавры — небольшие тела, вращающиеся по орбите между Юпитером и Нептуном — могли быть объектами, захваченными во время прохождения Солнечной системы через межзвездную среду.

Но могут ли более крупные объекты быть захвачены Солнечной системой? А как насчет планет-изгоев, или свободно плавающих планет? В новой статье, изучающей эту идею, группа исследователей предполагает, что это может быть возможно.

Планеты-изгои, согласно нашим лучшим моделям формирования, создаются в тех же протопланетных дисках, что и обычные планеты, но могут быть выброшены из своей родной системы во время близких пролетов с другими системами. Возможно, что и наша Солнечная система создала свои собственные планеты-изгои.

«Помимо появления планет-изгоев в процессе формирования, планетологи пришли к выводу, что наша собственная Солнечная система прошла через процесс миграции гигантских планет после того, как начальный период (предположительно 850 [миллионов лет]) стабильного планетарного резонанса был нарушен», — поясняет группа в своей статье.

«Предположение о ранней Солнечной системе, содержащей пять гигантских планет, было высказано после того, как численные модели показали, что она с большей вероятностью воспроизводит архитектуру современной Солнечной системы, воспроизводя наблюдаемое рассеяние ряда объектов пояса Койпера после выброса планеты размером с Нептун».

Эта гипотетическая планета, по мнению ученых, теперь может быть изгоем или скрываться на краю Солнечной системы как неуловимая «Девятая Планета».

Оценки того, сколько изгоев существует, трудно определить, с некоторыми предположениями, что недавно обнаруженные JuMBO — двойные объекты массы Юпитера — могут формироваться вдали от звезд, что добавляет сложности к и без того сложной задаче.

Но свободно плавающие планеты, похоже, встречаются гораздо чаще, чем мы могли себе представить десятилетие назад.

Если посмотреть на наше более близкое окружение, в радиусе 6 парсеков, то там около 131 звезды и коричневых карликов, некоторые из которых, как известно, уже имеют планеты.

Каждый миллион лет около двух наших звездных соседей оказываются на расстоянии нескольких световых лет от Земли. «Однако ожидается, что шесть звезд пройдут близко в течение следующих 50 000 лет», — пишут авторы. Внешняя граница Облака Оорта находится примерно в 1,5 световых годах, поэтому некоторые из этих звездных встреч могут легко вытеснить объекты из облака и отправить их во внутреннюю часть Солнечной системы. Это уже случалось много раз, поскольку облако, вероятно, является источником долгопериодических комет.

Рассматривая потенциальный захват, когда Солнечная система проходит через Млечный Путь, ученые обнаружили, что захват блуждающей планеты или объекта возможен.

«Основываясь на гравитационном притяжении Солнца и результирующих полях Галактики, обусловленных темной и барионной материей, впервые в упрощенной обстановке оценены области в космосе, где может происходить процесс слабого захвата, приводящий к постоянному слабому захвату», — пишет группа ученых.

«Было установлено, что небольшие точки захвата в сфере Хилла Солнца существуют примерно в 3,81 светового года от Солнца в направлении галактического центра или напротив него. Через эти точки возможен постоянный слабый захват межзвездных объектов в Солнечную систему», — продолжают они, добавляя, что, возможно, наша Солнечная система уже захватила такие объекты.

Сначала они будут находиться на хаотичных орбитах, которые постепенно перейдут в постоянный захват.

«Они не столкнутся с Солнцем», — добавляет команда ученых. «Может произойти постоянный захват межзвездных комет и планет-изгоев. Планета-изгой может нарушить орбиты планет, которые можно будет обнаружить».

Исследование опубликовано в журнале Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy.