Интерес к межзвездным объектам (ISO) возник в 2017 году, когда Оумуамуа пролетел через нашу Солнечную систему и пролетел мимо Земли. Примерно через два года через нашу Солнечную систему прошла еще одна ISO — межзвездная комета 2I/Борисова. Эти встречи подтвердили, что ISO не только очень распространены, но и регулярно проходят через нашу Солнечную систему, о чем астрономы уже давно подозревали. Еще более интересно то, что некоторые из этих объектов были захвачены и до сих пор находятся на орбите нашего Солнца.
В недавнем исследовании группа исследователей описала область Солнечной системы, где объекты из межзвездного пространства могут быть навсегда захвачены. Их анализ показал, что, будучи захваченными гравитацией нашего Солнца, объекты, попадающие в эту область, включая кометы, астероиды и даже планеты-изгои, остаются на своей орбите вокруг Солнца и не сталкиваются с ним. Эти результаты могут иметь серьезные последствия для исследований ISO и запланированных миссий по сближению с некоторыми из этих объектов в ближайшем будущем.
Исследование провели Эдвард Белруно, профессор математики Школы науки и здоровья Каца при Университете Ешива в Нью-Йорке, и Джеймс Грин, директор отдела планетарных наук в штаб-квартире НАСА. Их результаты были представлены в документе под названием «Постоянный захват в Солнечную систему», который появился в Интернете и недавно был представлен в Гейдельбергском университете и Группе динамики траектории в Операционном центре Европейского космического агентства (ESOC).
Как уже упоминалось, предыдущие исследования показали, что ISO регулярно посещают нашу Солнечную систему и могут даже нести ответственность за колонизацию Земли строительными блоками жизни. Кроме того, исследователи попытались смоделировать, сколько из этих объектов будет захвачено нашей Солнечной системой с течением времени, в результате чего их оценки исчисляются тысячами. И последнее, но не менее важное: прибытие Оумуамуа и 2I/Борисова также привело к многочисленным предложениям по космическим кораблям, которые могли бы встретиться с будущими ISO и изучить их поближе — например, концепция Interstellar Object Explorer (IOE) — или наши. Захваченные объекты по системе мог летать.
Для своего исследования Бельбрундо и Грин провели моделирование, используя упрощенную модель с тремя массами — захваченным ISO, Солнцем и Млечным Путем — что позволило им воссоздать движение захваченного объекта. Как они описывают в своей статье, когда ISO захватываются гравитационным притяжением Солнца, они могут войти в состояние, называемое «постоянный захват», при котором захваченные объекты остаются на орбите вокруг Солнца на неопределенный срок. Кроме того, эти объекты также переходят в состояние, называемое «слабый захват», при котором они медленно вытягиваются на стабильную орбиту вокруг Солнца, но никогда с ним не сталкиваются.
Их моделирование показало, что захваченные объекты в этом регионе могут демонстрировать хаотическое движение, из-за чего их орбиты кажутся крайне непредсказуемыми. Однако они также обнаружили, что эта область имеет сложный повторяющийся узор, похожий на фрактал (или узоры, наблюдаемые в математическом наборе Мандельброта), который способствует стабильности орбиты захваченного объекта. Как Бельбруно напротив Астробиология Автор Кейт Кауинг:
«Объединенные гравитационные силы Солнца и Млечного Пути играют решающую роль в этом процессе. Гравитационное поле галактики, включая эффекты темной материи, существенно влияет на то, как обнаруживаются объекты. Предыдущие исследования были сосредоточены в первую очередь на обнаружении комет, которое не всегда было постоянным. Однако это новое исследование описывает механизм, который обеспечивает постоянный захват».
Их исследование также предполагает, что Солнце может захватывать планеты-изгои в дополнение к астероидам и кометам в течение многих эпох. Недавние исследования показали, что в Млечном Пути могут существовать триллионы планет-изгоев, которые со временем были выброшены из своих солнечных систем. Гравитационное влияние захваченных планет-изгоев и других объектов могло бы вызвать нарушения орбит других тел Солнечной системы.
Подобно тому, как астрономы использовали орбиты объектов пояса Койпера для поиска доказательств существования Планеты 9 (также известной как Планета X), астрономы могли бы использовать эти возмущения, чтобы сделать вывод о присутствии захваченных тел. Бельбруно сказал:
«Это открытие не только расширяет наше понимание гравитационной динамики, но и открывает новые возможности для обнаружения и изучения этих удивительных небесных тел. Пока мы продолжаем исследовать космос, кто знает, какие еще тайны скрывает Вселенная об объектах, присоединившихся к нашей солнечной семье?»
Дополнительная литература: Астробиология., arXiv
