В Солнечной системе могут прятаться межзвездные объекты

Фото: space.com

Ученые ищут новые способы идентифицировать их.

Когда астероид Оумуамуа заметили странствующим по Солнечной системе в 2017 году, к нему было приковано внимание астрономов со всего мира. Он стал первым межзвездным объектом (ISO), который когда-либо удавалось идентифицировать. Затем, в августе 2019 года, комета 2I/Борисова прошла через Солнечную систему, став вторым ISO, совершившим такое путешествие. Естественно, гости издалека породили массу вопросов. 

Многие исследователи предположили, что таких объектов наверняка больше. Хотя ISO встречаются редко, Солнечная система существует уже очень давно – вероятно, многие объекты заглядывали в гости за это время. Астрономы считают, что некоторые из этих объектов можно заметить на орбитах Солнца.

В новом исследовании более подробно рассматривается возможность обнаружения межзвездных объектов и проверяется идея о том, что некоторые из них могут быть замечены на околоземных орбитах, а не на солнечных орбитах. Исследователи говорят, что на околоземной орбите может обитать устойчивая популяция ISO.

«Межзвездные объекты представляют собой уникальный механизм для исследования формирования и эволюции планетарных систем, включая нашу собственную», – пишут исследователи.

Найти крошечные объекты в космосе чрезвычайно сложно. Единственные «весточки», которые мы получаем от других звездных систем, – это либо их светила, либо слабые сигналы от экзопланет. Изучение ISO – один из способов получить представление о других солнечных системах и о том, как они формируются и развиваются.

Раньше никто не исследовал потенциальное ISO на околоземных орбитах. Новая работа основана на численном моделировании, где каждая частица в модели представляет собой потенциальный ISO на траектории, проходящей за пределами Солнечной системы. Моделирование в значительной степени основано на эффектах рассеяния, когда падающая частица по-разному взаимодействует с Землей, Луной, Солнцем и Юпитером в различных комбинациях.

Фото: Mukherjee et al. 2023
Иллюстрация из исследования показывает некоторые из симуляций частиц в исследовании. В их первом сценарии смоделированная система состоит только из Солнца и системы Земля-Луна. Его цель состояла в том, чтобы изолировать влияние планет-гигантов

Исследование включает в себя поперечные сечения пространства и скорости, которые приводят к «захвату» ISO на околоземных орбитах. Ученые называют их поперечными сечениями захвата, и после большого набора симуляций рассеяния N тел они определили главные тенденции.

Их результаты показывают, что массивный Юпитер играет в этом процессе доминирующую роль. Когда авторы сравнили свои результаты с реальным распределением известных малых тел в нашей Солнечной системе, обнаружилось нечто примечательное. Если мы найдем новый ISO, то это вероятно произойдет на среднем расстоянии от Солнца более 10 а.е. Исследование показывает, что именно здесь существуют кентавры.

Кентавры – это небольшие тела Солнечной системы с нестабильными орбитами из-за взаимодействия с планетами-гигантами. Они  лишь условно подходят под определение астероидов, потому что содержат значительное количество водяного и другого льда, и приближаясь к Солнцу обрастают комой, как кометы. Ученые предположили, что ISO могут как раз скрываться среди кентавров.

По словам исследователей, ни один из известных кентавров пока не считается межзвездным объектом. Но по их мнению, надо присмотреться к кентаврам поближе. 

Миссия ESA Comet Interceptor может сделать это. Полагаясь на заблаговременное уведомление о приближении ISO, которое предоставит обсерватория Веры Рубин, автоматический космический корабль может находиться в ожидании в точке Лагранжа 2 Солнце-Земля, пока не определит потенциальный ISO. Затем можно было бы отправить Перехватчик, чтобы понаблюдать за ним и взять образец с его хвоста.