ile naszych komet pochodzi z obcych układów słonecznych?

ogólnie uważa się, że komety pochodzą z naszego Układu Słonecznego, składającego się z resztek gazu i skał wyrzucanych podczas formowania się Planet. Niedawne pojawienie się dwóch obiektów międzygwiezdnych-skały o nazwie ‘ Oumuamua i błyskotliwej komety o nazwie Borisov-podważyło to założenie.

Tom Hands, astrofizyk z Instytutu Nauk obliczeniowych Uniwersytetu w Zurychu i jego współautor Walter Dehnen z Uniwersytetu Ludwika Maksymiliana w Monachium wykorzystali modele matematyczne do oszacowania, ile komet długookresowych—tych, których okrążenie wokół Słońca zajmuje 200 lat lub dłużej-może być gośćmi międzygwiezdnymi. Ich badania zostały opublikowane w zeszłym miesiącu w Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Nauka rozmawiała z rękami, aby dowiedzieć się więcej o tych tajemniczych, lodowych przybyszach. Ten wywiad został zredagowany dla jasności i długości.

P: skąd naukowcy sądzą, że większość naszych komet pochodzi?

A: ludzie postawili hipotezę, że pochodzą z czegoś, co nazywa się chmurą Oorta. Jest to duży, prawie kulisty obłok obiektów na samym skraju naszego Układu Słonecznego. Uważa się, że powstał bardzo dawno temu, kiedy olbrzymie planety rozrzuciły masę komet z dużą ilością lodu na obrzeża Układu Słonecznego. Mijające gwiazdy mogą rozpraszać te rzeczy z powrotem do Układu Słonecznego, tak je dziś obserwujemy.

P:czego możemy się nauczyć od tych międzygwiezdnych gości?

A :myślę, że najciekawsze dla mnie jest to, że mielibyście szansę przyjrzeć się próbce środowiska formowania się planet wokół innej gwiazdy. Wiemy szczegółowo, jaki materiał jest obecny w naszym Układzie Słonecznym, a jeśli różni się to znacznie w stosunku do innych gwiazd, to mówi nam coś o tym, jak planety formują się w innych układach słonecznych.

P: w artykule przeprowadziłeś symulację z milionami obiektów międzygwiezdnych, aby zobaczyć, jak mogą zostać przechwycone przez grawitację Jowisza. Co oznacza “schwytany”?

A: zasadniczo, gdy obiekt międzygwiezdny zbliża się do naszego Układu Słonecznego, ma bardzo dużą prędkość w porównaniu z kometami i asteroidami, które obserwujemy każdego dnia. Gdy osiągną punkt najbliższego Zbliżenia do Słońca, po prostu zaczynają się oddalać i nigdy nie wracają. Jest to podobne do sposobu, w jaki sondy Voyager nigdy nie wracają. Aby się związać, muszą stracić część tej prędkości, co mogą osiągnąć poprzez ścisłą interakcję z gigantyczną planetą-w naszym przypadku, Jowiszem. Jest to koncepcyjnie podobne do wspomagania grawitacyjnego, którego statki kosmiczne często używają do zwiększania swojej prędkości-w naszym przypadku obiekty międzygwiezdne są okradane z części swojej energii kinetycznej przez gigantyczną planetę, a w niewielkiej liczbie przypadków tracą wystarczająco dużo energii kinetycznej, aby się związać.

p: ile z tych obiektów międzygwiezdnych może być w naszym Układzie Słonecznym w danym momencie?

A: z badań oszacowaliśmy, że w Układzie Słonecznym powinno być 100 000 małych skał w stylu ‘Oumuamua i 100 komet w stylu Borisowa. Dokonując bardziej ostrożnych szacunków, jak długo te obiekty przetrwałyby w Układzie Słonecznym, spodziewalibyśmy się 20 000 ‘ Oumuamuas lub 20 komet. Większość z tych rzeczy miałaby bardzo ekscentryczne orbity z okresami kilkuset tysięcy lat, co oznacza, że większość czasu spędzają daleko, daleko poza orbitą Plutona. Niemniej jednak oszacowaliśmy, że 0,33% z nich powinno znajdować się w odległości 6 jednostek astronomicznych—dość typowy promień komet do “włączenia”—w danym momencie. Tak więc szanse na zobaczenie jednego są stosunkowo niskie, ale nie jest to niemożliwe.