Астрономы утверждают, что близкая встреча с таинственным и массивным межзвездным объектом в начале истории нашей Солнечной системы может объяснить нынешние орбиты нескольких крупнейших планет-соседей Земли.
Результаты, подробно изложенные в новом исследовании, указывают на визит субзвездного объекта в начале истории Солнечной системы, который может дать астрономам объяснение эксцентриситета и наклона орбит планет-гигантов Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна. Результаты исследования, если они подтвердятся, позволят по-новому взглянуть на динамику формирования планет.
В частности, исследование предполагает, что когда-то в древнем прошлом гиперболический облет Солнечной системы субзвездным объектом, сравнимым по величине с массивным коричневым карликом, мог объяснить наблюдаемое поведение некоторых из крупнейших планет Солнечной системы.
Новая теория о планетах-гигантах нашей Солнечной системы
Теория, выдвинутая исследователями Ханно Рейном и Гаретом Брауном из Университета Торонто в Скарборо и Рену Малхотрой из Лунной и планетарной лаборатории Университета Аризоны, бросает вызов существующим ведущим теориям о характеристиках планет-гигантов Солнечной системы, которые в основном утверждают, что они являются результатом внутренних взаимодействий между планетами внутри Солнечной системы.
«Умеренно эксцентричные и некопланарные орбиты планет-гигантов бросают вызов теориям формирования Солнечной системы», — пишет команда в новой работе, опубликованной на сервере препринтов arXiv.org, — «которые обычно указывают на то, что планеты-гиганты вышли из протопланетного диска на почти идеально круговых и копланарных орбитах».
Используя совершенно иной подход, чем традиционная модель протопланетного диска, Браун, Малхотра и Рейн в своем новом исследовании показывают, «что одна встреча с объектом массой 2-50 юпитеров» может объяснить явления, давно наблюдаемые астрономами. Такой объект, по их словам, мог бы «возбудить эксцентриситеты и взаимные наклоны планет-гигантов до значений, сравнимых с наблюдаемыми».
Проведя численное моделирование, команда нашла правдоподобный сценарий этой встречи, проливающий свет на динамику планетарных систем как внутри нашей планеты, так и за ее пределами.
Параметры близкого столкновения
В своем исследовании команда определила гипотетический межзвездный объект, который демонстрирует ряд определенных параметров. В частности, масса этого загадочного древнего гостя должна была составлять около 8,27 масс Юпитера, а в самом близком месте он находился бы в пределах 1,69 астрономических единиц (АЕ) от нашей ранней Солнечной системы, двигаясь со скоростью 2,69 км/с и наклоном в 131 градус.
Такая встреча, по словам команды, была бы редкой, но не неосуществимой. В качестве аргумента они приводят условия, существующие в открытом звездном скоплении — другими словами, именно в такой среде, в которой, вероятно, начала формироваться наша ранняя Солнечная система.
Вероятность такого события по-прежнему невелика — примерно один шанс из 10 000. Однако исследователи утверждают, что эта вероятность достаточно велика, чтобы заслуживать внимания.
Примечательно, что подход команды отличается от прошлых подходов тем, что в нем представлен взгляд на эволюцию Солнечной системы с учетом внешних воздействий. В прошлом большинство исследований вместо этого фокусировались на изолированных взаимодействиях между локальными материалами, которые давали начало планетам в течение длительных периодов, и все это помогает объяснить вековую архитектуру солнечной системы.
В отличие от этого, новый подход команды вводит гипотетическое вхождение объекта субзвездной массы — другими словами, объекта с меньшей массой, чем звезда, но все же обладающего достаточной массой, чтобы существенно влиять на орбиту больших планет в нашей Солнечной системе.
Моделируя взаимодействие между таким гипотетическим объектом и планетами нашей Солнечной системы, исследователи считают, что они представляют эффективный механизм для создания наблюдаемых орбитальных конфигураций планет-гигантов.
Выживание при встрече с межзвездным объектом
Кроме того, ключевое открытие, сделанное в ходе моделирования, заключается в том, что хотя последствия такого близкого столкновения были бы, мягко говоря, драматическими, земные планеты, скорее всего, смогли бы выжить.
Результаты исследования, проведенного командой, подчеркивают потенциальную обоснованность гипотезы пролета, что, по их мнению, должно стимулировать дальнейшее изучение подобных возможностей.
«Наши результаты позволяют предположить, что подзвездные пролеты следует учитывать при изучении формирования и эволюции пояса Койпера, транснептуновых объектов (ТНО) и Седноидов», — пишут авторы исследования, добавляя, что «статистический анализ всех результатов пролетов может также открыть новые сведения об истории формирования внесолнечных планетных систем, которые имеют другую архитектуру по сравнению с Солнечной системой».
Хотя авторы признают потенциальную роль внутренних возмущений, которые могли возникнуть в результате явлений, включающих резонансные взаимодействия между планетами, и влияние, которое это могло бы оказать на архитектуру Солнечной системы, они, тем не менее, утверждают, что гибридный подход, учитывающий такие факторы наряду с внешними воздействиями, может быть оправданным.
«Учитывая достоверную статистику сценария пролета субзвезд, найденную в нашем исследовании», — заключают авторы, — «сочетание внутренних и внешних возмущений представляется вероятной частью истории Солнечной системы».
Читайте все последние новости астрономии на New-Science.ru
