Исследование показало, что в нашу Солнечную систему вошли несколько межзвездных объектов

Когда Оумуамуа путешествовал по Солнечной системе в 2017 году, люди со всего мира обратили на него внимание. Это был первый межзвездный объект (ISO), который когда-либо идентифицировали астрономы.

Затем в августе 2019 года комета 2I Борисова прошла через нашу Солнечную систему, став вторым ISO, совершившим круиз с целью посещения. В совокупности визиты ИСО породили волну запросов и предположений.

Ио должно быть больше, чем только эти два, и новое исследование говорит, что наша Солнечная система, вероятно, захватила некоторых из этих межзвездных посетителей, хотя они не оставайтесь надолго.

Хотя ИСО встречаются редко, Солнечная система стара, и многие, вероятно, посещали ее. Астрономы считают, что некоторые из этих объектов могут быть захвачены на солнечных орбитах.

В этом исследовании более подробно рассматривается захват ИСО и проверяется идея о том, что некоторые ИСО могут быть захвачены на околоземных орбитах, а не на солнечных орбитах. Исследователи, стоящие за этой работой, говорят, что на околоземной орбите может находиться постоянная популяция ISO.

Так что хорошо, что другие солнечные системы посылают странного невольного эмиссара в нашу сторону. Изучение этих ИСО — один из способов получить представление о других солнечных системах и о том, как они формируются и развиваются.

Авторы этой статьи говорят, что ИСО предоставляют уникальную возможность «… исследовать формирование и эволюцию планетарных систем». , в том числе и наша собственная».

Они также отмечают, что вопрос о том, находятся ли они сейчас в нашей Солнечной системе, представляет большой интерес для астрономов.

«Хотя это редкость, — пишут они, — «ISO могут быть захвачены на связанные орбиты разными планетами Солнечной системы».

Документ называется «Близкие контакты межзвездного типа: изучение присутствия межзвездных объектов на околоземной орбите». Первый автор — Диптаджиоти Мукерджи, аспирант факультета вычислительной астрофизики физического факультета Университета Карнеги-Меллона. Другими авторами являются Hy Trac, Amir Siraj и Avi Loeb. Статья еще не прошла рецензирование.

Недавние исследования показали, что будущая обсерватория Веры Рубин может обнаруживать до пяти ISO в год и что облако Оорта, если оно существует, может содержать больше ISO. чем родные объекты Солнечной системы. Другое исследование предполагает, что космические лучи могут свести на нет большинство ISO. В других работах показано, что многие ИСО будут втянуты в Юпитер и уничтожены.

Но ни в одной из них специально не изучались захваченные ИСО на околоземных орбитах.

Исследование основано на численном моделировании. , где каждая частица в моделировании представляет собой потенциальный ISO на другой траектории, начинающейся за пределами Солнечной системы. Моделирование в значительной степени основано на эффектах рассеяния, когда падающая частица по-разному взаимодействует с Землей, Луной, Солнцем и Юпитером в различных комбинациях.

Исследование включает в себя пересечение -участки пространства и скорости, приводящие к захвату ИСО на околоземных орбитах. Исследователи называют их захватом поперечных сечений, и после большого набора симуляций рассеяния N тел они определили тенденции.

Их результаты показывают, что массивный Юпитер играет доминирующую роль. Сечение захвата Земля-Луна и Юпитер «… доминирует в захвате межзвездных объектов на околоземные орбиты в 104 раза по сравнению с захватом Земля-Луна».

Когда авторы сравнили свои результаты с фактическим распределением известных малых тел в нашей Солнечной системе всплыло нечто примечательное. Если бы ISO был захвачен, он, вероятно, оказался бы со средним расстоянием от Солнца более 10 а.е. Они указывают, что именно здесь существуют кентавры.

Кентавры — это небольшие тела Солнечной системы с нестабильными орбитами из-за взаимодействия с планетами-гигантами. Могут ли ISO скрываться среди кентавров?

«ISO, скрывающиеся среди кентавров, были исследованы Siraj & Loeb (2019), но считается, что ни один из известных кентавров не имеет межзвездного происхождения», — пишут они. «Однако наше исследование предполагает, что может потребоваться более тщательное изучение».

Захваченные ISO вряд ли будут иметь очень стабильные орбиты. Данные команды показывают, как можно захватить ISO на околоземные орбиты, но поиск их на этих начальных орбитах может оказаться бесплодным. Это было бы слишком просто, не так ли? Природа редко так легко раскрывает свои секреты.

«Мы предупреждаем читателя, что это не полное представление современных изотопов, захваченных Землей и Юпитером (если они существуют). Захваченные в прошлом изменяют свои орбитальные параметры с течением времени из-за взаимодействия с другими планетами в Солнечной системе», — объясняют они.

Команда выполнила некоторые долгосрочные орбитальные расчеты для подмножества захваченных ISO до 10 миллионов лет для проверки. их выживание. Они зарисовали выживание объектов на их околоземных орбитах. Некоторые ИСО могут покинуть свою первоначальную орбиту захвата на другую захваченную орбиту, но эти ИСО не учитываются в этих усилиях.

Как только захваченный ИСО покидает свою околоземную орбиту, он либо покидает Солнечную систему, либо занимает новую орбиту. орбита с большим перигелием и большой полуосью. Но объекты, захваченные Землей, имеют среднюю выживаемость в два или три раза выше, чем захваченные Юпитером.

Если на околоземной орбите есть захваченные ИСО, они долго не живут. ISO, захваченные Юпитером на околоземные орбиты, имеют период полураспада около 50 000 лет. Те, что захвачены Землей-Луной, имеют период полураспада около 130 000 лет. Другой способ взглянуть на это состоит в том, что население ISO, захваченных Юпитером, сокращается до 10 процентов от первоначальной доли всего за 800 000 лет. Для ISO, захваченных Землей и Луной, это 2,1 миллиона лет.

Но многие из этих объектов будут чрезвычайно маленькими, совсем не похожими на Оумаумуа или комету Борисова. В популяции преобладают ИСО диаметром около 1 метра. Невозможно захватить такие объекты, как Борисов или Оумуамуа, если только мы не сделали это искусственно.

Если мы когда-нибудь найдем один из этих захваченных ISO, это будет зависеть от таких объектов, как обсерватория Веры Рубин и ее унаследованный обзор пространства и времени. Это запланированный десятилетний обзор южного неба, который должен начаться через некоторое время после появления первых лучей солнца в августе 2024 года.

Он будет неоднократно фотографировать небо и находить небольшие объекты, движущиеся по Солнечной системе. По некоторым оценкам, он будет находить несколько объектов размером с Оумуамуа в год.

По мнению авторов, среди других ОСЗ может скрываться более значительная популяция захваченных ISO. Это свидетельствует о необходимости их более детального изучения. Лучший способ изучить их — выйти и встретиться с одним из самых крупных.

Кометный перехватчик ЕКА мог бы это сделать. Полагаясь на заблаговременное уведомление о приближении ISO, которое предоставит обсерватория Веры Рубин, автоматический космический корабль может находиться в ожидании в точке Лагранжа 2 Солнце-Земля, пока не будет определен подходящий ISO. Затем можно будет отправить перехватчик, чтобы перехватить его, понаблюдать за ним и взять образец из его хвоста.

Европейское космическое агентство сотрудничает с JAXA, Японским космическим агентством, и они планируют запустить перехватчик кометы в 2029 году. .

«Обнаружив и изучив захваченные межзвездные объекты, — заявляют авторы, — мы можем узнать о свойствах и происхождении таких объектов, а также о формировании и эволюции экзопланетных систем и даже нашей Солнечной системы».

Эта статья была первоначально опубликована Universe Today. Прочтите исходную статью.