Древний межзвездный гость мог изменить орбиты планет-гигантов

Согласно новому исследованию, близкий пролет массивного межзвездного объекта в ранней истории Солнечной системы может быть ключом к разгадке современной конфигурации орбит планет-гигантов. Эта гипотеза предлагает альтернативное объяснение наблюдаемым отклонениям от идеальных круговых и плоских орбит у Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна.

Работа ученых бросает вызов устоявшимся представлениям о том, что орбитальная архитектура планет формировалась исключительно за счет внутренних взаимодействий в протопланетном диске. Моделирование показывает, что единичное, но мощное гравитационное воздействие со стороны объекта субзвездной массы могло придать планетам-гигантам их современные эксцентриситеты и наклоны орбит.

Альтернативный взгляд на формирование Солнечной системы

Исследовательская группа под руководством Ханно Рейна и Гарета Брауна из Университета Торонто и Рену Малхотры из Университета Аризоны предложила новую теорию. Традиционные модели предполагают, что планеты сформировались на почти идеальных орбитах, а их современные параметры — результат длительной внутренней эволюции. Однако наблюдаемые эксцентричные и наклоненные орбиты плохо вписываются в эту картину.

«Умеренно эксцентричные и некомпланарные орбиты планет-гигантов бросают вызов теориям формирования Солнечной системы», — отмечают авторы в статье на arXiv.org. В отличие от традиционных подходов, их модель рассматривает влияние внешнего фактора — пролета объекта массой от 2 до 50 масс Юпитера, который мог «возбудить» орбиты планет до наблюдаемых значений.

Параметры гипотетического пролета

В ходе численного моделирования ученые определили вероятные характеристики древнего межзвездного гостя. Согласно их расчетам, это мог быть объект массой около 8 масс Юпитера (субзвездный объект, например, коричневый карлик), который пролетел на расстоянии примерно 1.7 астрономических единиц от молодого Солнца. Его скорость составляла около 2.7 км/с, а угол наклона траектории — 131 градус.

Обратите внимание: Астрономы обнаружили необычный пульсар.

Хотя вероятность такого события в рассеянном звездном скоплении, где родилось Солнце, оценивается как низкая (примерно 1 к 10 000), она все же является статистически значимой. Этот подход принципиально отличается от предыдущих, так как учитывает возможность внешнего гравитационного возмущения, а не только внутренние процессы.

Последствия и устойчивость системы

Важным результатом моделирования стало то, что такое катастрофическое с точки зрения динамики планет-гигантов событие, вероятно, не привело бы к разрушению внутренней части Солнечной системы. Планеты земной группы, включая нашу Землю, могли пережить этот гравитационный катаклизм.

Авторы подчеркивают, что их гипотеза должна стимулировать пересмотр истории формирования не только планет-гигантов, но и удаленных областей, таких как пояс Койпера. «Наши результаты показывают, что межзвездные пролеты следует учитывать при изучении формирования... транснептуновых объектов и Седноидов», — пишут они.

Ученые не отвергают роль внутренних резонансов и взаимодействий, но предлагают рассматривать историю Солнечной системы как комбинацию внутренних и внешних факторов. «Учитывая сильные статистические данные по сценариям субзвездных пролетов... кажется вероятным, что комбинация внутренних и внешних возмущений была частью истории Солнечной системы», — заключают авторы.

Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.

Источник статьи: Астрономы утверждают, что близкая встреча с таинственным и массивным межзвездным объектом в начале истории нашей Солнечной системы может объяснить нынешние орбиты нескольких крупнейших планет-соседей Земли.