Моментальные снимки модели A1. Кредит: Nature Astronomy (2024). DOI: 10.1038/s41550-024-02349-x
Новые данные свидетельствуют о том, что миллиарды лет назад звезда могла пройти очень близко к нашей солнечной системе. В результате тысячи более мелких небесных тел во внешней солнечной системе за пределами орбиты Нептуна были отклонены на сильно наклонные траектории вокруг Солнца. Возможно, что некоторые из них были захвачены планетами Юпитером и Сатурном в качестве лун.
Эти результаты получены группой астрофизиков из Исследовательского центра Юлиха и Лейденского университета в Нидерландах. Они были опубликованы в двух исследованиях в журналах Nature Astronomy и The Astrophysical Journal Letters.
Когда мы думаем о нашей солнечной системе, мы обычно предполагаем, что она заканчивается на самой дальней известной планете, Нептуне. «Однако известно, что несколько тысяч небесных тел движутся за пределами орбиты Нептуна», — объясняет Сюзанна Пфальцнер, астрофизик из Исследовательского центра Юлиха.
Подозревается даже, что существуют десятки тысяч объектов диаметром более 100 километров. «Удивительно, но многие из этих так называемых транснептуновых объектов движутся по эксцентричным орбитам, наклоненным относительно общей орбитальной плоскости планет Солнечной системы».
Сюзанна Пфальцнер вместе со своими коллегами из Юлиха Амит Говиндом и Саймоном Портегисом Цвартом из Лейденского университета использовала более 3000 компьютерных симуляций для исследования возможной причины необычных орбит: могла ли другая звезда стать причиной странных орбит транснептуновых объектов?
Три астрофизика обнаружили, что характерный, близкий пролет другой звезды может объяснить наклонные и эксцентричные орбиты известных транснептуновых небесных тел. «Можно вывести даже орбиты очень далеких объектов, таких как орбита карликовой планеты Седны в самых отдаленных уголках Солнечной системы, которая была открыта в 2003 году».
«А также объекты, которые движутся по орбитам, почти перпендикулярным планетарным орбитам», — говорит Сюзанна Пфальцнер. Такой пролет может даже объяснить орбиты 2008 KV42 и 2011 KT19 — двух небесных тел, которые движутся в противоположном направлении относительно планет.
Спутник Сатурна Феба — яркий пример необычных свойств нерегулярных спутников. Как и многие другие, он вращается вокруг Сатурна в противоположном направлении. Кредит: NASA / JPL
«Лучшим соответствием для сегодняшней внешней солнечной системы, которое мы нашли с помощью наших симуляций, является звезда, которая была немного легче нашего Солнца — около 0,8 солнечных масс», — объясняет коллега Пфальцнера Амит Говинд. «Эта звезда пролетела мимо нашего Солнца на расстоянии около 16,5 миллиардов километров. Это примерно в 110 раз больше расстояния между Землей и Солнцем, немного меньше, чем в четыре раза больше расстояния до самой дальней планеты Нептун».
Однако самым удивительным открытием ученых стало то, что пролет чужой звезды миллиарды лет назад также может дать естественное объяснение явлениям, более близким к дому. Сюзанна Пфальцнер и ее коллеги обнаружили, что в их моделировании некоторые транснептуновые объекты были заброшены в нашу Солнечную систему — в область внешних гигантских планет Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна.
«Некоторые из этих объектов могли быть захвачены гигантскими планетами в качестве лун», — говорит Саймон Портегис Цварт из Лейденского университета. «Это объяснило бы, почему внешние планеты нашей солнечной системы имеют два разных типа лун».
В отличие от регулярных лун, которые вращаются близко к планете по круговым орбитам, нерегулярные луны вращаются вокруг планеты на большем расстоянии по наклонным, вытянутым орбитам. До сих пор не было объяснения этому явлению.
«Прелесть этой модели в ее простоте», — говорит Пфальцнер. «Она отвечает на несколько открытых вопросов о нашей солнечной системе, имея всего одну причину».
Информация от: Forschungszentrum Juelich
