Когда в октябре прошлого года был замечен межзвездный астероид Оумуамуа, удаляющийся из нашей Солнечной системы, астрономы поняли, что это нечто особенное. Путешествуя слишком быстро, чтобы его могла захватить гравитация нашего Солнца, странно вытянутый астероид явно не возник в нашем межпланетном районе.
Но то, как Оумуамуа покинул свою родную звездную систему, является загадкой, которую астрономы только начинают понимать, и при этом они получают уникальный взгляд на то, как планеты могут формироваться вокруг других звезд.
«Этот объект, вероятно, был выброшен из далекой звездной системы», - заявила в пресс-релизе астрофизик Элиза Кинтана, работающая в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА.«Что интересно, так это то, что только один этот объект, пролетающий так быстро, может помочь нам ограничить некоторые из наших моделей формирования планет».
Как сделать кометы и астероиды
Когда 19 октября 2017 года телескоп Panoramic Survey and Rapid Response System (Pan-STARRS1) впервые обнаружил объект, Оумуамуа считался кометой, поскольку он двигался по кометоподобной гиперболической траектории. путешествуя достаточно быстро, чтобы избежать гравитационного притяжения Солнца. Проследив его путь через Солнечную систему, астрономы поняли, что в предыдущем месяце объект пролетел мимо Солнца. Обычно, когда кометы приближаются к Солнцу, их льды вырываются из ядра, создавая газовую кому и хвосты. Однако в этом случае не было никаких признаков кометной активности. «У Оумуамуа не было льда, который обычно можно найти на комете. С помощью дополнительных спектроскопических анализов астрономы пришли к выводу, что это был древний астероид другой звезды.
Прежде чем мы продолжим, немного предыстории: кометы и астероиды возникают из протопланетных дисков из пыли, льда и газа вокруг молодых звезд. Но будет ли комета или астероид слипаться из первичного материала, зависит от близости к его звезде. Если он образуется близко, где звездный нагрев настолько интенсивен, что выпекает льды, создается астероид. Однако на определенном расстоянии достаточно холодно, чтобы эти объекты сохранили свой лед, и, вуаля, вы получите комету. Расстояние от звезды, за которым достаточно холодно для образования комет, известно как «снежная линия» (по очевидным причинам). Для нашей Солнечной системы линия снега расположена примерно в три раза дальше, чем расстояние от Солнца до Земли.
Здесь все становится загадочным: кометы слабо связаны с гравитацией своей звезды, поскольку обычно они развиваются дальше. Следовательно, сравнительно легко выбить комету из данной звездной системы. Это одна из причин, по которой Оумуамуа сначала считали межзвездной кометой; кометы могут быть возмущены столкновением со звездой. С другой стороны, астероиды обычно формируются на орбитах вблизи своих звезд, и требуется больше энергии, чтобы вытолкнуть их из звездной системы. Чтобы астероиды выбрасывались из гравитационного колодца, должно произойти что-то катастрофическое.
«Этому веществу труднее вылететь, потому что оно более гравитационно связано со звездой. Трудно представить, как «Оумуамуа» мог быть выброшен из своей системы, если бы он начинался как астероид», - сказал астрофизик Шон. Раймонд из Французского национального центра научных исследований и Университета Бордо, в заявлении.
Что же остается «Оумуамуа»? Ну, это астероид странной формы, и он из другой звездной системы. И это говорит нам о том, что либо наши теории о том, как формируются астероиды, кометы и планеты, неверны, либо что «Оумуамуа, должно быть, испытал энергетическое событие, чтобы быть выброшенным из своей родной звездной системы».
Планетарный бильярд
В нашей Солнечной системе газовый гигант Юпитер является межпланетным хулиганом. Будучи самой большой планетой, ее гравитация играет важную роль в эволюции планетарных орбит, и она засасывает сбившиеся с пути астероиды и кометы. Юпитер в основном действует как «наладчик» Солнца, следя за тем, чтобы система оставалась в равновесии. Некоторые теории даже предполагают, что если бы не влияние Юпитера, у жизни не было бы шанса закрепиться на Земле. (Хотя другие теории предполагают, что он может швырять в нас космические камни, так что он также может быть антигероем планетологии.)
В начале истории нашей Солнечной системы было много динамической нестабильности, и Юпитер должен был вращаться вокруг своей орбиты, рассеивая любые более мелкие тела своей массивной гравитацией. Поэтому считается, что Солнечная система потеряла много планетезималей в годы своего формирования, а астероиды были бы выброшены в межзвездное пространство.
Итак, если другие звездные системы содержат газовые гигантские экзопланеты, само собой разумеется, что они будут иметь такой же эффект на тела, вращающиеся вокруг своей звезды. Эти массивные миры будут оказывать геркулесову приливную силу на любые мелкие объекты в их окрестностях, и многие из них будут разорваны в клочья - например, комета Шумейкера-Леви 9, которая была разорвана на части гравитацией Юпитера, а затем эффектно столкнулась с планетой в 1994 году.
В своем исследовании, опубликованном 27 марта в журнале «Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества» (MNRAS), исследователи предполагают, что это могло быть происхождением «Оумуамуа»: он был выброшен из своей родной звездной системы. гигантской планетой после того, как она была растянута в свою своеобразную сигарообразную форму экстремальным приливным давлением.
В более раннем исследовании, также опубликованном в MNRAS, исследователи пришли к выводу, что небольшие тела, такие как астероиды, с большей вероятностью будут выброшены из двойных звездных систем, чем из систем с одиночными звездами (таких как Солнечная система). Поскольку большинство звезд в галактике находятся в двойных системах, может быть удивительно много астероидов, выброшенных как межзвездные бродяги, если их орбиты возмущены орбитальным танцем двух солнц.
В результате Оумуамуа передал удивительно подробное сообщение о его возможном происхождении. Теперь нам просто нужно обнаружить больше этих объектов, которые время от времени проносятся через нашу солнечную систему, чтобы мы могли составить более полную картину инопланетной среды, в которой они эволюционировали.
Интересно
Первый символ в имени Оумуамуа на самом деле является окиной, а не апострофом. Гавайский университет объясняет, что в гавайском языке «окина - это гортанная смычка, похожая на звук между слогами« о-о »».