kuinka moni komeetoistamme on peräisin vieraista aurinkokunnista?

komeettojen ajatellaan yleensä olevan peräisin aurinkokunnastamme, joka koostuu planeettojen muodostuessa jäljelle jääneestä kaasusta ja kivistä. Kahden tähtienvälisen kohteen—Oumuamua-nimisen kiven ja Borisov-nimisen komeetan-äskettäinen saapuminen on kyseenalaistanut tämän olettamuksen.

Tom Hands, astrofyysikko Zürichin yliopiston laskennallisen tieteen instituutissa ja hänen toinen kirjoittajansa Walter Dehnen Münchenin Ludwig Maximilian-yliopistosta käyttivät matemaattisia malleja arvioidakseen, kuinka monta pitkän ajan komeettaa-ne, joiden kiertäminen Auringon ympäri kestää 200 vuotta tai kauemmin—voisivat olla tähtienvälisiä vierailijoita. Heidän tutkimuksensa julkaistiin viime kuussa Monthly Notices of the Royal Astronomical Society-lehdessä. Tiede keskusteli Handsin kanssa selvittääkseen lisää näistä salaperäisistä jäisistä vierailijoista. Haastattelua on muokattu selkeyden ja pituuden vuoksi.

Q: mistä tutkijat arvelevat suurimman osan komeetoistamme tulevan?

A: ihmiset ovat olettaneet, että he tulevat jostain, jota kutsutaan Oortin pilveksi. Kyseessä on iso, lähes pallomainen kappalepilvi aivan aurinkokuntamme reunalla. Sen arvellaan muodostuneen hyvin kauan sitten, kun jättiläisplaneetat sirottelivat kasan komeettamaisia materiaaleja, joissa oli paljon jäätä, aurinkokunnan laitamille. Ohikulkevat tähdet voivat sirotella ne takaisin aurinkokuntaan, ja siten me havaitsemme ne nykyään.

K: Mitä voimme oppia näistä tähtienvälisistä vierailijoista?

A: mielestäni kiinnostavinta minulle on se, että pääsisi katsomaan otosta planeetan muodostumisympäristöstä toisen tähden ympärillä. Tiedämme jonkin verran, mitä ainetta aurinkokunnassamme on, ja jos se eroaa paljon muista tähdistä, niin se kertoo meille jotain siitä, miten planeetat muodostuvat muissa aurinkokunnissa.

Q: lehdessä ajettiin simulaatio miljoonilla tähtienvälisillä kappaleilla nähdäksemme, miten Jupiterin painovoima voisi vangita ne. Mitä “vangittu” tarkoittaa?

A: periaatteessa kun tähtienvälinen kappale lähestyy aurinkokuntaamme, sen nopeus on hyvin suuri verrattuna komeettoihin ja asteroideihin, joita havaitsemme päivittäin. Kun ne saavuttavat pisteen, jossa ne ovat lähimpänä Aurinkoa, ne yksinkertaisesti alkavat liikkua poispäin eivätkä koskaan palaa takaisin. Tämä muistuttaa tapaa, jolla Voyager-luotaimet eivät koskaan palaa. Jotta ne sitoutuisivat, niiden täytyy menettää osa tästä nopeudesta, minkä ne voivat tehdä läheisessä vuorovaikutuksessa jättiläisplaneetan-meidän tapauksessamme Jupiterin-kanssa. Tämä on käsitteellisesti samanlainen kuin gravitaatioavustin, jota avaruusalukset usein käyttävät nopeutensa kasvattamiseen—meidän tapauksessamme jättiläisplaneetta riistää tähtienvälisiltä kappaleilta osan liike-energiastaan, ja pienessä vähemmistössä ne menettävät riittävästi liike-energiaa tullakseen sidotuiksi.

K: Kuinka monta näistä tähtienvälisistä kappaleista voisi olla aurinkokunnassamme milloinkin?

A: arvioimme tutkimuksen perusteella, että aurinkokunnassa pitäisi olla 100 000 ‘Oumuamua-tyylisiä pieniä kiviä ja 100 Borisov-tyylisiä komeettoja. Kun teemme paljon varovaisempia arvioita siitä, kuinka kauan nämä kappaleet säilyisivät aurinkokunnassa, odottaisimme 20000 ‘ Oumuamuaa tai 20 komeettaa. Suurimmalla osalla näistä olioista olisi erittäin eksentriset kiertoradat muutaman satatuhannen vuoden jaksoilla, eli ne viettävät valtaosan ajastaan kaukana Pluton radan ulkopuolella. Arvioimme kuitenkin, että 0,33% niistä pitäisi olla 6 tähtitieteellisen yksikön päässä—melko tyypillinen säde komeetoille “kytkeytyä päälle”—milloin tahansa. Niin, mahdollisuudet nähdä yksi on suhteellisen alhainen, mutta se ei ole mitenkään mahdotonta.