Наша Солнечная система все еще может нести шрамы от чрезвычайно близкого столкновения с инопланетной звездой. Такое столкновение — самое близкое прохождение, о котором мы знаем, — встряхнуло бы объекты на окраинах и могло бы даже означать, что никакой Девятой планеты все-таки нет.
Окраины Солнечной системы, за орбитой самой дальней известной планеты, Нептуна, — это хаотичное место. Он населен транснептуновыми объектами (ТНО), включая карликовые планеты, такие как Плутон и Седна, а также тысячи более мелких скалистых и ледяных тел, таких как Аррокот.
Некоторые из этих объектов ведут себя странно, пока не имея смысла. У некоторых из них эксцентричные или очень вытянутые орбиты. У других орбиты сильно наклонены, то есть они качаются выше и ниже орбитального диска, к которому прилипает большинство других объектов. Некоторые даже вращаются назад, двигаясь против движения почти всего остального в Солнечной системе.
Чтобы объяснить эти эксцентриситеты, астрономы предположили существование девятой большой планеты с массой Марса или больше, скрывающейся в темноте. Ее гравитационное влияние теоретически могло бы вызвать эти признаки, но обширные поиски до сих пор не выявили прямых следов такой Девятой планеты.
Теперь астрономы в Нидерландах предложили новое объяснение — близкое столкновение с другой звездой миллиарды лет назад. Чтобы проверить эту идею, команда провела более 3000 симуляций, моделирующих то, что происходит, когда звезды разной массы пролетают через планетезимальные диски разной ширины, проходя на разных расстояниях. И, конечно же, им удалось воссоздать странные орбиты, наблюдаемые в современной Солнечной системе.
«Лучшим соответствием для сегодняшней внешней солнечной системы, которое мы нашли с помощью наших симуляций, является звезда, которая была немного легче нашего Солнца — около 0,8 солнечных масс», — сказал Амит Говинд, соавтор исследования. «Эта звезда пролетела мимо нашего Солнца на расстоянии около 16,5 млрд км (10,3 млрд миль). Это примерно в 110 раз больше расстояния между Землей и Солнцем, немного меньше, чем в четыре раза больше расстояния до самой внешней планеты Нептун».
Это может показаться большим расстоянием, но в космических масштабах он промахнулся на волосок — он ближе, чем зонды Voyager, которые находятся более чем в 136 раз дальше расстояния от Земли до Солнца (астрономические единицы, или а.е.). Предыдущим самым близким известным прохождением была звезда Шольца, которая пронеслась на расстоянии более 50 000 а.е. Внезапно всего 110 а.е. кажутся легким касанием.
Конечно, звезда не может пролететь мимо, не оставив следа. Она не только могла создать орбитальные странности, наблюдаемые у ТНО сегодня, но и команда обнаружила, что многие другие были бы полностью выброшены из Солнечной системы. Между тем, другие были выброшены внутрь, где они могут оставаться и по сей день.
«Некоторые из этих объектов могли быть захвачены гигантскими планетами в качестве лун», — сказал Саймон Портегис Цварт, соавтор исследования. «Это объяснило бы, почему у внешних планет нашей Солнечной системы есть два разных типа лун».
Хотя остается неподтвержденным, имел ли этот сценарий место в глубокой истории нашей солнечной системы, у него есть одно преимущество: это изящное объяснение нескольких загадок. Звездный боковой удар может объяснить странные орбиты транснептуновых объектов, очевидное отсутствие Девятой планеты и происхождение этих газовых гигантских лун.
Ответ может прийти в ближайшие несколько лет, когда обсерватория Веры К. Рубин вступит в строй. Этот телескоп предназначен для обнаружения транзитных объектов и, как ожидается, обнаружит десятки тысяч новых небольших тел во внешней части солнечной системы. Если он обнаружит, что многие из них также имеют эксцентричные или обратные орбиты, он может собрать больше доказательств пролета звезды. Или он может, наконец, найти саму Девятую планету.
Исследование было опубликовано в двух работах, одна в Nature Astronomy, а другая в The Astrophysical Journal Letters. Посмотрите хаотичную симуляцию на видео ниже.
Моделирование пролета звезды, формирующего внешнюю часть Солнечной системы
