Bliskie spotkanie Słońca z inną gwiazdą może wyjaśniać dziwne orbity obiektów transneptunowych

Tysiące ciał niebieski za orbitą Neptuna ma dziwne orbity wokół Słońca. Holenderscy i Niemieccy astronomowie przekonują, że znaleźli rozwiązanie zagadki ekscentrycznych orbit obiektów transneptunowych. Według nich, miliardy lat temu w pobliżu Układu Słonecznego przeleciała gwiazda, której masa wypaczyła trajektorie niektórych ciał w naszym systemie planetarnym.

Zespół astrofizyków z Forschungszentrum Jülich w Niemczech oraz z Uniwersytetu w Lejdzie w Holandii opublikował prace, które sugerują, że miliardy lat temu doszło do stosunkowo bliskiego spotkania Słońca z inna gwiazdą. W rezultacie orbity tysięcy mniejszych ciał niebieskich w zewnętrznym Układzie Słonecznym zostały odchylone. Możliwe, że w wyniku oddziaływań grawitacyjnych niektóre z obiektów zostały przechwycone przez Jowisza i Saturna i obecnie krążą wokół nich jako księżyce.

Wyniki oraz opis badań ukazał się w artykułach w "Nature Astronomy" oraz w "The Astrophysical Journal Letters".

Kiedy myślimy o Układzie Słonecznym, zwykle zakładamy, że kończy się on na najbardziej oddalonej od Słońca planecie, Neptunie. Jednak wiadomo, że kilka tysięcy ciał niebieskich porusza się poza orbitą Neptuna. Astronomowie podejrzewają, że mogą być wśród nich naprawdę sporych rozmiarów obiekty, których średnica przekracza 100 kilometrów.

- Wiele z tych tak zwanych obiektów transneptunowych porusza się po ekscentrycznych orbitach, które są nachylone względem wspólnej płaszczyzny orbitalnej planet w Układzie Słonecznym— wyjaśnia Susanne Pfalzner, astrofizyk z Forschungszentrum Jülich.

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

Pfalzner wraz z badaczami z Uniwersytetu w Lejdzie przeprowadziła ponad trzy tysiące symulacji komputerowych, aby zbadać możliwą przyczynę tych niezwykłych orbit. Analizy pokazały, że bliski przelot innej gwiazdy może wyjaśniać dziwne orbity obiektów transneptunowych. Ale nie tylko.

- Najlepszym dopasowaniem do dzisiejszego zewnętrznego Układu Słonecznego, jakie znaleźliśmy w naszych symulacjach, jest gwiazda nieco lżejsza od naszego Słońca, około 0,8 jego masy — wyjaśnia Amith Govind z Uniwersytetu w Lejdzie. - Ta gwiazda przeleciała obok naszego Słońca w odległości około 16,5 miliarda kilometrów. To około cztery razy więcej niż odległość między Słońcem a Neptunem - dodaje.

Jednak najbardziej zaskakującym odkryciem naukowców było to, że przelot obcej gwiazdy miliardy lat temu może również stanowić naturalne wyjaśnienie zjawisk bliższych naszemu domowi. Pfalzner i jej współpracownicy odkryli, że w ich symulacjach niektóre obiekty transneptunowe zostały wepchnięte w rejon zewnętrznych planet: Jowisza, Saturna, Urana i Neptuna.

- Niektóre z tych obiektów mogły zostać przechwycone przez gazowe olbrzymy jako księżyce - mówi Simon Portegies Zwart z Uniwersytetu w Lejdzie. - To wyjaśniałoby, dlaczego zewnętrzne planety Układu Słonecznego mają dwa różne rodzaje księżyców – dodaje. W przeciwieństwie do regularnych księżyców, które krążą blisko planety po orbitach kołowych, nieregularne księżyce krążą wokół planety w większej odległości na nachylonych, wydłużonych orbitach. Do tej pory nie było żadnego rozsądnego wyjaśnienia tego zjawiska.

Autorzy publikacji wskazują, że bliskie spotkania gwiazd na wczesnym etapie ich formowania się są częstym zdarzeniem, zwłaszcza w obszarach gwiazdotwórczych. Bliskie spotkania na późniejszym etapie życia gwiazd także są możliwe. Naukowcy szacują, że istnieje 20-30 procent szans, że Słońce miało takie spotkanie w ciągu 4,5 miliarda lat od powstania Układu Słonecznego.

Jednym z problemów tego scenariusza jest to, że istnieje duże prawdopodobieństwo, że orbita Neptuna również zostałaby zmieniona tak bliskim spotkaniem. Ale jak wskazują badacze, w jednej czwartej analizowanych scenariuszy gazowy olbrzym mógł zostać "osłonięty" przed grawitacyjnym wpływem drugiej gwiazdy. - Piękno tego modelu tkwi w jego prostocie. Odpowiada na kilka otwartych pytań dotyczących naszego Układu Słonecznego, wskazując tylko jedną przyczynę – podkreśla Pfalzner.

Źródło: Forschungszentrum Juelich, IFLScience