Звездный полет 3 миллиона лет назад может помочь понять форму нашей солнечной системы

Необычные аспекты нашей солнечной системы - в том числе наличие возможной Планеты 9 вдали от Солнца - могут быть результатом близкого сближения другой звезды во время ее зарождения.

Другие аспекты солнечной системы - такие как обволакивающее облако комет и странные орбиты планет-карликов - также могут быть результатом тесного взаимодействия, бросающего вещи «хелтер-скелтер».

Вопрос в том; способны ли такие звёздные пролёты сбивать планеты, кометы и астероиды, а также изменять целые планетные системы?

Двойная звезда HD 106906 содержит загадочный асимметричный диск с кометной пылью и гигантскую экзопланету HD 106906 b, расположенную очень далеко от двоичной системы и диска. Близкий полет других звезд мог гравитационно возмущать планету, и исследователи обнаружили, что две яркие звезды в правом верхнем углу прошли около HD 106906 примерно 3 млн лет назад. (Пол Калас, Калифорнийский университет в Беркли)

Астрономы Калифорнийского университета в Беркли и Стэнфордского университета считают, что они нашли доказательства ответа на этот вопрос в далекой двоичной системе, которую они обсуждают в новой статье, опубликованной в The Astronomical Journal.

В рассматриваемой системе - HD 106906, расположенной на расстоянии около 300 световых лет от Земли в направлении созвездия Крукса - планета, вращающаяся вокруг молодой двойной звезды, могла быть взволнована другой парой звезд, которые катались слишком близко к системе между 2 и 3 миллион лет назад, вскоре после того, как планета образовалась из закрученного диска из пыли и газа.

Если подтверждено, это поддерживает аргументы, что близкие звездные промахи помогают лепить планетные системы и могут определить, питают ли они планеты со стабильными орбитами.

Пол Калас, адъюнкт-профессор астрономии из Калифорнийского университета в Беркли, говорит: «Одна из загадок, возникающих при изучении экзопланет, заключается в том, что мы видим системы, в которых планеты смещены, даже если они рождены в плоском круглом диске.

«Может быть, космическое цунами обрушилось на эти системы и переставило в них все, но у нас не было доказательств. В нашей статье приводятся редкие наблюдательные свидетельства того, что один из этих летучих мышей мягко воздействует на одну из планетных систем в галактике ».

Астрономы уже ищут звездный пролёт в прошлом нашей солнечной системы, но с тех пор, как это, вероятно, произошло 4,6 миллиарда лет назад, большая часть доказательств остыла. Звездная система, которую изучали астрономы, идентифицированная только по номеру HD 106906 и расположенная примерно в 300 световых годах от Земли в направлении созвездия Крукс, очень молода, ей всего около 15 миллионов лет.

Проходящие звезды, возможно, повлияли на нашу молодую солнечную систему, учитывая отдаленные орбиты комет в облаке Оорта, объекты пояса Койпера, такие как Седна, и гипотетическая Планета Девять. Новое исследование, опубликованное астрономами Робертом Де Розой и Полом Каласом, представляет открытие двух звезд, летящих мимо двойной звезды HD 106906, возможно, объясняющих, почему ее далекая газовая гигантская планета HD 106906 b остается на стабильной орбите, а не становится межзвездным объектом, таким как 'Oumuamua (Пол Калас, Калифорнийский университет в Беркли)

Звездный пролет, звезды-изгои и планеты кочевников

Калас, который изучает молодые, недавно сформированные планетные системы, чтобы попытаться понять, что произошло в первые годы существования нашей собственной солнечной системы, впервые сфокусировался на HD 106906 в 2015 году после того, как оказалось, что у него огромная планета на весьма необычной орбите.

Планета, получившая название HD 106906 b, имеет массу, примерно в 11 раз превышающую массу Юпитера, и она вращается вокруг HD 106906 - недавно обнаруженного как двойная звезда - на орбите в 738 раз шире Земли и наклонилась примерно на 21 градус от плоскости диск, который содержит все остальные материалы вокруг звезды.

Калас использовал как Imager Planet Gemini на телескопе Близнецов в Чилийских Андах, так и космический телескоп Хаббла, чтобы более внимательно изучить HD 106906, и обнаружил, что у звезды также есть кометный пояс с односторонним движением. Странная орбита планеты и тот факт, что сам пылевой диск асимметричен, указывают на то, что что-то нарушило молодую систему.

Imager Gemini Planet на телескопе Близнецы Южный. На фото GPI включает три коробчатых компонента, прикрепленных к телескопу и висящих ближе всего к полу обсерватории. Другие коробчатые компоненты телескопа - это другие инструменты. (Мануэль Паредес / Обсерватория Близнецов / AURA)

Калас и его коллеги, в том числе Роберт Де Роса, бывший постдок из Калифорнийского университета в Беркли, который в настоящее время является научным сотрудником Стэнфордского института астрофизики и космологии частиц Кавли, предположили, что планета была выброшена из своей солнечной системы в результате взаимодействия с другой пока еще - невидимая планета в системе или мимоходящая звезда.

Калас и Де Роса теперь верят, что оба произошли: планета была выведена на эксцентричную орбиту, когда она оказалась в опасной близости от центральной двойной звезды, сценарий, предложенный в 2017 году теоретиком Летицией Родет и ее сотрудниками из Гренобльской обсерватории во Франции.

Повторные гравитационные удары из двойной системы могли бы быстро выбросить планету в межзвездное пространство, но проходящие звезды спасли планету, подтолкнув ее орбиту на более безопасное расстояние от двойной.

Космическая обсерватория Гайя дала им данные, необходимые для проверки их гипотезы. Gaia, запущенная в 2012 году Европейским космическим агентством, собирает точные измерения расстояния, положения и движения для 1,3 миллиарда звезд в Галактике Млечный Путь, каталог в 10 000 раз больше, чем предшественник Гайи, Гиппаркос.

Калас и Де Роса собрали информацию о Гайе для 461 звезды в том же скоплении, что и HD 106906, и вычислили их положения назад во времени - так сказать, повернули вспять космические часы - и обнаружили, что другая двойная звездная система, возможно, приблизилась достаточно близко 3 миллиона лет назад изменить планетную систему.

Художественное исполнение космического телескопа Gaia (ESA)

Калас говорит: «То, что мы здесь сделали, на самом деле нашли звезды, которые могли бы дать HD 106906 b дополнительный гравитационный удар, второй удар, чтобы он стал долгоживущим, как гипотетическая Планета Девять была бы в нашей солнечной системе. »

Они также обнаружили, что двойная звезда вошла на траекторию, которая находилась в пределах примерно 5 градусов от диска системы, что еще более вероятно, что столкновение оказало сильное и продолжительное воздействие на HD 106906.

Такие двойные удары могут быть важны для стабилизации планет, астероидов и комет вокруг звезд. Как объясняет Калас: «Изучение планетарной системы HD 106906 похоже на возвращение во времени, чтобы наблюдать, как облако комет Оорта формируется вокруг нашей молодой звезды.

«Наши собственные планеты-гиганты гравитационно выбрасывали бесчисленные кометы наружу на большие расстояния. Многие были полностью выброшены, став межзвездными объектами, такими как Оумуамуа, но другие находились под влиянием проходящих звезд. Этот второй удар звездным пролетом может отделить орбиту кометы от любых дальнейших столкновений с планетами, спасая ее от перспективы выброса. Эта цепь событий сохраняла самые примитивные материалы солнечной системы в глубокой заморозке вдали от солнца на протяжении миллиардов лет ».

Калас, который надеется, что будущие наблюдения, такие как обновленный каталог измерений Гайи, прояснит значение облета на HD 106906, говорит: «Мы начали с 461 подозреваемого и обнаружили двух, которые были на месте преступления.

«Их точная роль будет раскрыта, когда мы соберем больше доказательств».

Оригинальное исследование: https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-3881/ab0109/meta

Комментарии

Первоначально опубликовано на sciscomedia.co.uk 1 марта 2019 года.