Наша Сонячна система захопила низку міжзоряних об’єктів

У 2017 році астрономи з обсерваторії Pan-STARRS1, які шукали навколоземні астероїди, помітили об’єкт, коли він пролітав повз наше Сонце зі швидкістю 38,3 кілометра на секунду (23,8 милі на секунду).

Невдовзі телескопи по всьому світу спрямували свої погляди на незвичайний об’єкт, намагаючись зафіксувати якомога більше даних, перш ніж він віддалиться від Сонця. Дивлячись на видиме світло, що відбивається від об’єкта, вчені змогли визначити його розмір і форму, виявивши, що він має довжину близько 400 метрів (1300 футів) і, ймовірно, має форму млинця.

Швидкість і траєкторія руху об’єкта A/2017 U1 свідчать про те, що він прибув не з нашої Сонячної системи, і що він знову покине нашу Сонячну систему. “Оумуамуа, як його тепер називають, був нашим першим підтвердженим міжзоряним відвідувачем. У 2019 році ми мали другого підтвердженого міжзоряного гостя у вигляді 2I/Борисова, нашої першої комети-ізгоя.

Отже, чи справді Сонячна система кишить міжзоряними об’єктами, чи це рідкісні явища, які ми випадково помітили?

На це питання важко відповісти, оскільки (як згадувалося вище) ми бачили лише два таких об’єкти, які рухалися з відносною швидкістю, що вказує на те, що вони не походять з Сонячної системи. Але в роботах робилися спроби встановити обмеження на те, скільки (або мало) об’єктів ми можемо очікувати знайти на певних орбітах.

У нас є ще кілька підказок, які можуть допомогти в цьому. Погляньмо на організацію нашої власної Сонячної системи. Наприклад, те, що ми дізналися про формування планет, дозволяє припустити, що ми повинні були відправити багато наших власних комет у їхню власну міжзоряну подорож.

“Моделі формування хмари Оорта передбачають, що на кожну комету, яка досягає класичної зовнішньої хмари Оорта, в міжзоряний простір викидається ще η = 3-100 комет, – пояснює одна з робіт на цю тему. “Якщо більшість зірок мають планети, і якщо формування планет зазвичай супроводжується викидом комет, то повинна існувати значна популяція вільно плаваючих міжзоряних комет”.

Астрономи також припустили, що якщо існує багато міжзоряних об’єктів, то наша Сонячна система може бути здатна їх вловлювати. Команди виявили, що міжзоряні об’єкти, чиї орбіти знаходяться в межах орбіти Юпітера, швидше за все, будуть знищені газовим гігантом протягом декількох мільйонів років, а високопохилі орбіти, що виходять за межі цього терміну, триватимуть довше.

У Сонячній системі є об’єкти, відомі як кентаври, з високими нахилами і нестабільними орбітами.

“Якщо інтегрувати орбіту кентавра вперед або назад у часі, він незмінно або зіткнеться з Сонцем, планетами, або буде викинутий із Сонячної системи”, – пояснюється в одній статті. За достатнього часу кентаври будуть викинуті з Сонячної системи або зіткнуться з планетою (найімовірніше, з газовими гігантами).

“Минулий час життя складніше інтерпретувати буквально, оскільки це означало б, що кентаври не могли жити в Сонячній системі більше, ніж 1-100 мільйонів років тому. Це вказує на те, що всі вони, мабуть, були захоплені з міжзоряного середовища в недалекому минулому”.

Команда використовувала метод точного визначення орбіт, щоб розглянути можливі орбіти 17 високо нахилених кентаврів і ще двох транснептунових об’єктів, що сягають мільярдів років у минуле. Вони виявили, що в минулому їхні орбіти були майже полярними на відстані 4,5 а.о., що далеко від загальної орбітальної площини, якби вони сформувалися в Сонячній системі. Натомість команда припускає, що вони, ймовірно, були захоплені, коли Сонячна система проходила через міжзоряне середовище.

Що стосується точної кількості міжзоряних об’єктів, які проходять через Сонячну систему, це залишається незрозумілим. Нещодавні дослідження мали більше інформації для роботи, враховуючи те, що ми знайшли міжзоряні об’єкти: за однією з оцінок, “в будь-який момент часу існує ∼104 міжзоряних тіл розміру [ʻОумуамуа], які знаходяться ближче до Сонця, ніж Нептун. Кожному з них потрібно ∼10 років, щоб перетнути планетну область, перш ніж повернутися в міжзоряний простір”.

Ми дізнаємось більше, шукаючи більше міжзоряних об’єктів, що, сподіваємось, стане легше, коли телескоп Vera C. Rubin почне шукати в небі. Якщо ми знайдемо більше, то, можливо, навіть зможемо їх наздогнати.