avagy egy Jupiternél nagyobb tömegű csillagközi látogató megváltoztathatja Naprendszerünk bolygópályáit
Írta/by: Rhodilee Jean A Dolor
Egy hatalmas csillagközi objektum, amely sokkal nagyobb, mint a Naprendszer bármely égiteste, egyszer meglátogathatta kozmikus környékünket, és megváltoztatta a négy külső bolygó pályáját.
Az arXiv preprint adatbázisában december 5 – én közzétett új tanulmányban Renu Malhotra, az Arizonai Egyetem Hold- és Bolygólaboratóriumának tudósa és munkatársai arra utalnak, hogy egy hatalmas kozmikus látogató egyszer elrepülhetett a Naprendszer mellett, és megváltoztatta a Jupiter, a Szaturnusz, az Uránusz és a Neptunusz keringési pályáját.
A kutatók szerint az esemény végleg átrendezhette volna csillagrendszerünket a négy bolygó pályájának módosításával. A megállapítás segíthet rávilágítani arra is, hogy a Naprendszer mind a nyolc bolygójának pályája miért nem tökéletesen kör alakú, és miért nem pontosan ugyanazon a síkon fekszik.
A Naprendszer excentrikus pályái
A tudósok régóta kíváncsiak az óriásbolygók excentrikus és nem egysíkú pályáinak eredetére. Az egykori elvárás az, hogy a bolygók tökéletesen körpályán keringenek a Nap körül.
Ez az ideális forgatókönyv támogatja a modern bolygókeletkezési elméleteket, amelyek szerint a Naprendszer bolygói egy protoplanetáris korongból, egy forgó gáz- és porkörből alakultak ki, amely egy új csillagot vesz körül. A Naprendszer bolygóinak azonban nincs tökéletes körpályája. Útjaik sem pontosan ugyanazt a síkot foglalják el
„Az óriásbolygók szerényen excentrikus és nem egysíkú pályái kihívást jelentenek a Naprendszer kialakulásának elméletei számára, amelyek általában azt mutatják, hogy az óriásbolygók majdnem tökéletesen körkörös és egysíkú pályákon bukkantak fel a protobolygók korongjából” – írták a kutatók.
Találkozás a pályát megváltoztató égitesttel
Kutatásuk során Malhotra és munkatársai annak lehetőségét fontolgatták, hogy a bolygók furcsa keringését a hatalmas űrobjektumokkal való találkozások okozta zavarok okozhatták.
„Ebben a cikkben a csillag- és szubsztelláris (csillag alatti objektum, amelynek tömege kisebb, mint a legkisebb tömeg, amelynél a hidrogénfúzió fenntartható) objektumok átrepüléséből eredő külső zavarokat vizsgáljuk, mint a bolygók dinamikus architektúrái eredetének mechanizmusát.”
Annak megállapítására, hogy egy kozmikus látogató lehet – e a felelős a bolygók pályáinak excentricitásaiért, a kutatók 50 000 elrepülés szimulációját végezték el, amelyek mindegyike több mint 20 millió év közötti időintervallumú.
Azt találták, hogy míg a szimulációk túlnyomó többsége olyan körülményeket teremtett, amelyek nem konzisztensek a jelenlegi Naprendszerrel, körülbelül 1 % – uk azt mutatja, hogy egy kozmikus látogató áthaladása megváltoztathatja az óriásbolygók pályáját, és lezárhatja jelenlegi állapotukat.
Malhotra csapata szerint a Jupiter tömegének 2 – 50 – szerese tömegével rendelkező objektum egyetlen látogatás alatt megváltoztathatta volna az óriásbolygók pályáját. Ez a kozmikus test 20 csillagászati egységen (AU) belül repülhetett a Naphoz képest. Egy AU nagyjából a Föld és a Nap távolsága.
„Bemutatjuk, hogy egyetlen találkozás egy 2 – 50 Jupiter tömegű objektummal, amely 20 AU – nál kisebb perihélium – távolságban halad át a Naprendszeren, és 6 km/s – 1 – nél kisebb hiperbolikus többletsebességgel gerjesztheti az óriásbolygók excentricitását és kölcsönös hajlamait a megfigyeltekhez hasonló értékekre.”
A Naprendszerhez legjobban illeszkedő átrepülési szimuláció azonban a Jupiternél nyolcszor nagyobb tömegű objektummal számolt, amely 1,69 AU távolságon belül közelítette meg a Napot, vagy csak valamivel távolabb, mint a Mars 1,5 AU távolsága a Naptól. A kutatók szerint körülbelül 1 a 100-hoz az esélye annak, hogy egy ilyen elrepülés a Naprendszeréhez hasonló dinamikus architektúrát hoz létre.
„Numerikus szimulációink azt mutatják, hogy körülbelül 1 a 103 – hoz és 1:104 – hez az esélye annak, hogy a szükséges találkozási paraméterek véletlenszerű találkozásokkal valósuljanak meg egy nyílt csillaghalmazban, amelynek tulajdonságai a Naprendszer kialakulásának helyére várhatók.”
A csapat szerint egy olyan égi tárggyal való találkozás, amely eltorzíthatja a Naprendszer pályáit, nem távoli lehetőség.
„Tekintettel arra, hogy a Nap – szerű csillagok becsült populációja a galaxisban 1010 nagyságrendű, és a csillagok általában nyílt csillaghalmazokban jönnek létre, a 104 – hez az 1 esély nem elhanyagolható. Más szóval, nem kell tűt keresnünk a szénakazalban, hogy ennek megfelelő találkozást találjunk.”
Malhotra és munkatársai szerint a forgatókönyv további vizsgálása indokolt. Azt mondták, hogy a szubsztelláris átrepüléseket is figyelembe kell venni a Kuiper – öv, a transz – Neptun – objektumok (TNO-k) és a Szednoidok kialakulásának és fejlődésének tanulmányozásakor. És, hogy az elrepülési szimulációk statisztikai elemzése szintén új betekintést nyújthat a naprendszeren kívüli bolygórendszerek kialakulásába, amelyek felépítése eltér a mi Naprendszerünktől.
„A szubsztelláris objektummal való közeli találkozás forgatókönyve elfogadható magyarázatot ad a mérsékelt különcségek és hajlamok eredetére, valamint a bolygók világi felépítésére.”
Első felfedezett csillagközi látogató
A csillagközi látogatók továbbra is a Naprendszer mellett repülnek. 2017-ben a csillagászok egy másik csillagrendszer első azonosított objektumát észlelték.
Az ‘Oumuamua nevű objektum üstökösszerű és aszteroidaszerű tulajdonságok keverékét mutatta.
Úgy tűnt, hogy az aszteroidákhoz hasonló száraz és sziklás felszíne volt. A nem gravitációs erők szintén megváltoztatták a pályáját, és a jeges üstökösöknél látható átirányításokat mutattak be. Amikor ezek az üstökösök közelednek a Naphoz, gázt bocsátanak ki a felhevült jegükből, amely aztán úgy működik, mint egy tolóerő, amely megváltoztathatja a pályájukat.
A Monthly Notices of the Royal Astronomical Society február 10 – én megjelent tanulmánya azt feltételezi, hogy az árapály töredezettsége okozhatja ezeket a kettős jellemzőket. Az árapály töredezettsége akkor következik be, amikor egy égitest nagy sebességgel túl közel halad csillagához, aminek következtében az hosszú, vékony darabokra törik.
„Ezek a tulajdonságok az árapály-töredezettségből eredő lehetséges eredetre utalnak, ami azt feltételezi, hogy az „Oumuamua intenzív árapály következtében keletkezett Csillaggal vagy fehér törpével való közeli találkozás során töredezett meg, ami alakját és kilökődését eredményezi a születési rendszeréből” – írta Xi-Ling Zheng és Ji-Lin Zhou, a kínai Nanjing Egyetem Modern Csillagászati és Asztrofizikai Kulcslaboratóriumának kutatói.
Be a Nerdy Bird!
