Близький проліт зірки мільярди років тому, можливо, вплинув на архітектуру Сонячної системи, що призвело до незвичайних орбіт транснептунових об’єктів і пояснило походження неправильних супутників Юпітера та Сатурна.
Нові дані свідчать про те, що мільярди років тому зірка могла пролетіти дуже близько від нашої Сонячної системи. У результаті тисячі менших небесних тіл у зовнішній Сонячній системі за межами орбіти Нептуна були відхилені на сильно нахилені траєкторії навколо Сонця. Можливо, деякі з них були захоплені планетами Юпітером і Сатурном як супутники.
Коли ми думаємо про нашу Сонячну систему, ми зазвичай припускаємо, що вона закінчується на найвіддаленішій відомій планеті Нептун. «Однак відомо, що кілька тисяч небесних тіл рухаються за межі орбіти Нептуна», — пояснює Сюзанна Пфальцнер, астрофізик з Forschungszentrum Jülich.
Є навіть підозри, що існують десятки тисяч об’єктів діаметром понад 100 кілометрів. «Дивно, але багато з цих так званих транснептунових об’єктів рухаються по ексцентричних орбітах, які нахилені відносно загальної площини орбіт планет Сонячної системи».
Вчені з астрономії та астрофізики моделювання та лабораторії даних Forschungszentrum Jülich провели більше 3000 комп’ютерних симуляцій, щоб знайти причину незвичайних орбіт транснептальних об’єктів. Молоде сонце оточене диском матеріалу, з якого зрештою утворилися планети. Є кілька ознак того, що близький проліт іншої зірки міг порушити цей диск. Моделювання показує, як такий близький проліт міг би сильно вплинути на орбіти матеріалу зовнішнього диска. Багато об’єктів було б викинуто далеко в космос на ексцентричних орбітах. Хоча зовнішня сонячна система була б повністю перебудована, внутрішня сонячна система, включаючи нашу Землю, залишилася б непорушеною. Авторство: Forschungszentrum Jülich
Розкриття транснептунових таємниць
Разом зі своїм студентом Амітом Говіндом і Саймоном Портегісом Звартом з Лейденського університету Сюзанна Пфальцнер використала понад 3000 комп’ютерних симуляцій, щоб дослідити можливу причину незвичайних орбіт: чи могла інша зірка спричинити дивні орбіти транснептунових об’єктів?
Троє астрофізиків виявили, що помітний близький проліт іншої зірки може пояснити нахилені та ексцентричні орбіти відомих транснептунових небесних тіл. «Навіть орбіти дуже віддалених об’єктів можна визначити, наприклад, карликової планети Седна в найвіддаленішій частині Сонячної системи, яка була відкрита у 2003 році. А також об’єкти, які рухаються по орбітах, майже перпендикулярних орбітам планет», каже Сюзанна Пфальцнер.
Такий проліт може навіть пояснити орбіти 2008 KV42 і 2011 KT19 – двох небесних тіл, які рухаються в протилежному напрямку до планет.
Небесна механіка та супутники: виявлення впливу
«Найкраще відповідає сучасній зовнішній Сонячній системі, яку ми виявили за допомогою нашого моделювання, — це зірка, яка була трохи легшою за наше Сонце — приблизно 0,8 маси Сонця», — пояснює колега Пфальцнера Аміт Говінд. «Ця зірка пролетіла повз наше сонце на відстані близько 16,5 мільярдів кілометрів. Це приблизно в 110 разів більше відстані між Землею та Сонцем, трохи менше ніж у чотири рази більше відстані від зовнішньої планети Нептун».
Однак найдивовижніше усвідомлення вчених полягало в тому, що проліт інопланетної зірки мільярди років тому також міг дати природне пояснення явищам, які відбуваються ближче до нас. Сюзанна Пфальцнер та її колеги виявили, що в їх моделюванні деякі транснептунові об’єкти були викинуті в нашу Сонячну систему – в область зовнішніх планет-гігантів Юпітера, Сатурна, Урана та Нептуна.
Історія місяця: від хаосу до захоплення
«Деякі з цих об’єктів могли бути захоплені планетами-гігантами як супутники», — каже Саймон Портегіс Цварт з Лейденського університету. «Це пояснює, чому зовнішні планети нашої Сонячної системи мають два різних типи супутників».
На відміну від звичайних супутників, які обертаються близько до планети по кругових орбітах, неправильні супутники обертаються навколо планети на більшій відстані по похилих, витягнутих орбітах. Досі цьому феномену не було пояснення.
«Краса цієї моделі полягає в її простоті, — говорить Пфальцнер. «Це відповідає на кілька відкритих запитань про нашу Сонячну систему лише з однієї причини».
