Kradzione komety i swobodne obiekty międzygwiezdne

Wizja artystyczna przedstawiająca Oumuamua. Źródło: ESA/Hubble

Nasz układ planetarny może zawierać obce komety, które zostały ukradzione z okolic innej gwiazdy przelatującej w pobliżu 4,5 miliarda lat temu. Daleko stąd, w odległej gromadzie młodych gwiazd, podobne zbliżenie gwiazd mogło wysłać międzygwiezdnego podróżnika Oumuamua w naszą stronę, a takich swobodnie przemieszczających się obiektów musi być całkiem sporo w naszej galaktyce. Tak przynajmniej mówią najnowsze wyniki badań uzyskane przez astrofizyków z Uniwersytetu w Zurychu.

Osobliwy obiekt kosmiczny znalazł się na okładkach czasopism na całym świecie pod koniec 2017 roku. Przypominający kształtem cygaro obiekt nazwany ‘Oumuamua to pierwszy znany nam przypadek międzygwiezdnego gościa w Układzie Słonecznym. Do wyjaśnienia jego pochodzenia proponowano wiele różnych teorii, włącznie z tymi mówiącymi o statku obcych. Wykorzystując potężne symulacje komputerowe, badacze z Uniwersytetu w Zurychu wykazali w jaki sposób mogą powstawać obiekty przypominające Oumuamua. Naukowcy wyliczyli co się dzieje gdy wiele młodych gwiazd powstaje razem w gromadzie – w środowisku podobnym do tego, w jakim powstawało Słońce 4,5 miliarda lat temu. Planety, komety i planetoidy powstają wokół tych młodych gwiazd jeszcze gdy te są dopiero rozpoczynają swoje życie. “Zbliżanie się do innych gwiazd może mieć istotny wpływ na powstające układy planetarne” tłumaczy Tom Hands, pierwszy autor opracowania, które opublikowano w periodyku MNRAS.

Animacja bazująca na symulacjach przedstawia co się dzieje gdy dwie młode gwiazdy w gromadzie zbliżają się do siebie. Każda z tych gwiazd posiada pas tak zwanych planetezymali, elementów, z których powstają planety, przypominający Pas Kuipera w Układzie Słonecznym. Gdy dwie gwiazdy się ze sobą spotykają, pas Kuipera mniejszej gwiazdy ulega zaburzeniu przez bardziej masywnego towarzysza. “W ten sposób wiele planetezymali ucieka z pasa i odlatuje w przestrzeń międzygwiezdną stając się właśnie takim obiektem jak Oumuamua” tłumaczy Tom Hands dodając: “Zaskoczyła mnie wysoka liczba swobodnych obiektów typu Oumuamua, którą można wygenerować w takim środowisku, w tak krótkim czasie”. Gdy dodamy do tego inne możliwe mechanizmy generowania takich obiektów, badacze są przekonani, że swobodne planetezymale, komety i planetoidy mogą występować w naszej galaktyce w ogromnych ilościach.

Symulacje wskazują, że takie bliskie przejścia nie tylko wyrzucają obiekty w przestrzeń międzygwiezdną, ale część z nich wrzucana jest na osobliwe orbity, a nawet przechwytywana przez przelatującą gwiazdę. Nasze własne słońce najprawdopodobniej powstało w podobnym otoczeniu jakieś 4,5 miliarda lat temu, co oznacza, że do takich zjawisk także mogło wtedy dochodzić. “Zaskoczyła mnie także łatwość z jaką gwiazdy mogą kraść materię ze swoich gwiezdnych sąsiadek w tym młodym wieku” mówi Tom Hands.Dlatego też nasz układ planetarny może zawierać obce komety, które zostały skradzione innym gwiazdom na wczesnym etapie istnienia Układu Słonecznego. “Nawet jeżeli obca materia jest gdzieś tutaj, to jednak jest jej niewiele” przyznaje badacz. “Jednak możemy być w stanie ją odkryć analizując osobliwe orbity takich obiektów”. Wyniki badań wskazują także, że obecność dziewiątej planety nie jest jedynym wyjaśnieniem osobliwego obserwowanego ułożenia orbit niektórych obiektów Układu Słonecznego.

Do swoich rozległych symulacji badacze wykorzystali superkomputer VESTA na Uniwersytecie w Zurychu. Symulacje te były sporym wyzwaniem ponieważ gromady gwiazd ewoluują na przestrzeni milionów lat, podczas gdy planetezymale okrążają swoje gwiazdy macierzyste w trakcie setek lat, co oznacza, że obliczenia muszą uwzględniać dziesiątki tysięcy okrążeń gwiazdy przez takie planetezymale. “Co więcej, sporo chaosu pojawia się gdy dwie gwiazdy i ich pasy planetezymali zaczynają ze sobą oddziaływać” wyjaśnia astrofizyk. Wcześniejsze badania uwzględniały jedynie pojedyncze gwiazdy lub planetezymale znajdujące się na bardzo wydłużonych orbitach.

Źródło: National Centre of Competence in Research PlanetS

Artykuł naukowy: http://dx.doi.org/10.1093/mnras/stz1069