Учёные рассчитали новый способ захвата межзвёздных объектов Солнцем


Астрономы показали, как Солнце могло захватить десятки тысяч межзвёздных объектов размером с Оумуамуа — и для этого не понадобился Юпитер. Достаточно редкого пролёта другой звезды, которая своим притяжением слегка изменила скорость Солнца, а вместе с ней — движение окружающих тел относительно нашей звезды. Работа принята к публикации в Astronomy & Astrophysics.

Один в поле не воин: почему Солнце не может поймать объект в одиночку

Когда межзвёздный объект приближается к Солнцу, его траектория искривляется, но остаётся незамкнутой. Солнце разгоняет его на подлёте, а затем тормозит при удалении. Орбитальная энергия сохраняется, и объект снова уходит в межзвёздное пространство.

Так было с Оумуамуа. Чтобы оставить подобное тело на связанной орбите, необходимо дополнительное гравитационное воздействие. Его может создать Юпитер, галактический прилив или пролетающая звезда. Ранее лучше всего был изучен именно захват с помощью Юпитера.

Новый механизм: звезда толкает не объект, а Солнце

Авторы работы — Шон Рэймонд из Бордоской астрофизической лаборатории, Натан Кайб из Института планетологии и Мэттью Хопкинс из Университета Кентербери — рассчитали другой сценарий.

Пролетающая звезда своим притяжением слегка изменяет скорость Солнца. Из-за этого меняется скорость окружающих межзвёздных объектов относительно него. Если объект двигался достаточно медленно и имел подходящее направление движения, после пролёта он может уже не уйти и перейти на далёкую связанную орбиту.

Это косвенный захват: звезда не обязательно тормозит сам объект, а изменяет скорость Солнца относительно окружающих межзвёздных тел.

Одно сильное событие может решить всё

За 4,5 миллиарда лет в пределах одного парсека от Солнца — примерно 3,26 светового года — могло пройти около 90 тысяч звёзд. Но почти все встречи создавали слишком слабый импульс: звёзды проходили далеко, двигались быстро или имели небольшую массу.

В тысяче смоделированных историй Солнечной системы медианное число пролётов, способных вызвать захват, составило всего один. Среднее значение оказалось равным 1,66. В 18% сценариев таких встреч не было вовсе, а в редких случаях их число доходило до семи.

Ключевой параметр — гравитационный импульс. При изменении скорости менее 25–30 м/с захват почти не происходит. Наиболее эффективен импульс около 100 м/с — величина, сопоставимая со скоростью убегания на приливной границе области, где Солнце ещё способно удерживать тело.

Сколько объектов могло быть захвачено

Медианная оценка для объектов размером с Оумуамуа, то есть порядка ста метров, составляет около 20 тысяч за всю историю Солнца. Разброс огромен: от нуля до миллионов — в зависимости от того, произошёл ли один необычно сильный пролёт. Для объектов километрового масштаба оценка намного скромнее — около тысячи.

Главная неопределённость — реальная история звёздных встреч Солнца: итог обычно определяется одним сильнейшим пролётом. Кроме того, плохо известны плотность межзвёздных объектов и доля среди них самых медленных тел.

Где они прячутся и почему их почти не видно

В моделях захваченные объекты оказываются не возле планет, а на самой окраине Солнечной системы — на орбитах с большими полуосями свыше 50 тысяч астрономических единиц, во внешней части облака Оорта. Их орбиты вытянуты, а наклонения распределены изотропно. По одной только орбите отличить такой объект от обычной кометы облака Оорта будет крайне трудно.

Общее число долгопериодических комет размером более километра оценивается примерно в миллиард. Захваченных межзвёздных тел такого масштаба могло быть около тысячи. Это примерно один чужак на миллион местных комет.

Юпитер ловит чаще, но теряет быстрее

Согласно предыдущим расчётам, Юпитер мог временно захватить около девяти миллионов объектов размером с Оумуамуа за 4,5 миллиарда лет. Однако типичное время их пребывания в Солнечной системе составляет лишь 1–10 миллионов лет: последующие сближения с Юпитером и Сатурном снова выбрасывают их наружу.

Звёздные пролёты срабатывают гораздо реже, зато захваченные таким образом тела преимущественно оказываются во внешнем облаке Оорта, где могут сохраняться до порядка миллиарда лет.

Для оценки современной популяции авторы приняли допущение, что до наших дней сохранилась примерно половина тел, захваченных при звёздных пролётах.

В итоге современный вклад двух механизмов может быть сопоставим: от тысячи до десяти тысяч объектов, захваченных с помощью Юпитера, и около десяти тысяч — при звёздных пролётах.

Объекты, захваченные во время звёздных пролётов, должны составлять лишь ничтожную часть облака Оорта. Но среди местных ледяных тел там могут скрываться и редкие чужаки — объекты межзвёздного происхождения, оставшиеся у Солнца после одного из немногих сильных звёздных сближений.

Читайте также:

В Антарктиде появилась гигантская колибри — её увидел спутник NASA и Индии

Телескоп Euclid показал, почему у одних галактик два рукава, а у других — три

ИИ OpenAI выбрался из песочницы и взломал Hugging Face во время теста

Франция запретила соцсети детям младше 15 лет

Производитель Ozempic подал в суд на Eli Lilly из-за рекламы препаратов для похудения

Samsung представила металлическую кредитную карту Galaxy Card с кэшбэком до 5%

Xiaomi обучила роботов бытовым задачам на 100 тысячах часов человеческих движений

Bristol Myers купила новейший ИИ-суперкомпьютер Nvidia для разработки лекарств

Геоглифы Амазонии оказались солнечным календарём: новое исследование

Новая китайская ИИ GLM-5.2 догоняет OpenAI и Anthropic

«Фильм Вселенной»: Rubin начал 10-летнюю съёмку неба, которая изменит астрономию

Можно ли жениться на ИИ: юрист предупреждает о корпорации внутри брака

Биологические часы зависят не от одного сбитого дня, а от привычного режима

 Добавьте «Aramil.life» в свои источники Google ☑