Będzie więcej obiektów międzygwiezdnych w Układzie Słonecznym

Zdjęcie dysku protoplanetarnego wykonane przez Atacama Large Milimeter/subilimeter Array (ALMA) w Chile.

Gregory Laughlin oraz Malena Rice nie byli szczególnie zaskoczeni kilka tygodni temu gdy dowiedzieli się, że drugi międzygwiezdny obiekt zabłąkał się do Układu Słonecznego.

Astronomowie z Uniwersytetu Yale zakończyli właśnie pracę nad nowym artykułem, w którym sugerowali, że takie osobliwe, lodowe obiekty z innych planet będą bezustannie pojawiały się w naszej okolicy. Naukowcy mogą spodziewać się kilku dużych obiektów tego typu w ciągu roku; mniejsze obiekty wlatują do Układu Słonecznego w setkach rocznie.

Artykuł został zaakceptowany do publikacji w periodyku The Astrophysical Journal Letters.

“Takich obiektów w naszym otoczeniu powinno być całkiem sporo” mówi Rice, doktorant na Yale i główny autor opracowania. “Niedługo będziemy zbierali znacznie więcej danych dzięki nowym teleskopom, które wchodzą do użytku. Dzięki temu nie będziemy musieli ograniczać się do spekulacji”.

Pierwszym międzygwiezdnym obiektem w Układzie Słonecznym był ‘Oumuamua, po raz pierwszy zauważony w październiku 2017 roku. Jego pojawienie się spowodowało gorące debaty co do jego pochodzenia i klasyfikacji. Laughlin, profesor astronomii na Yale, przyczyniła się w znacznym stopniu do odkrycia, że ‘Oumuamua ma właściwości podobne do komety, pomimo braku komy.

Kolejny obiekt, dopiero co nazwany 2I/Borisov, pojawił się kilka miesięcy temu. Gienadij Borisov, amator astronomii po raz pierwszy dostrzegł 2I/Borisov w sierpniu, dzięku czemu naukowcy będą mieli około roku na obserwacje tego obiektu za pomocą teleskopów – czyli znacznie dłużej niż zaledwie kilka tygodni, jakie mogli poświęcić na obserwacje ‘Oumuamua. Nowy obiekt jest także znacznie większy od ‘Oumuamua i ciągnie za sobą wyraźny warkocz.

Oczywiście dla naukowców jednym z najważniejszych pytań związanych z tymi obiektami jest “Skąd one się wzięły?” Najprościej można powiedzieć, że są one planetazymalami wyrzuconymi z innych układów planetarnych. Jednak na pierwszy rzut oka, jest jeden problem z tą teorią: szybkie spojrzenie na około 4000 potwierdzonych planet pozasłonecznych wskazuje, że większość z nich krąży za blisko swoich gwiazd macierzystych, aby wyrzucać jakiekolwiek planetazymale. Planetazymale zaburzone przez większość z obecnie znanych egzoplanet, pozostałyby na orbitach wokół swoich gwiazd macierzystych.

Zatem skąd się biorą te obiekty międzygwiezdne?

Wizja artystyczna przedstawiająca ‘Oumuamua. Źródło: ESO/M. Kornmesser

W swoim artykule Rice and Laughlin twierdzą, że obiekty międzyplanetarne mogą być materią wyrzuconą z dużych, nowopowstałych planet, krążących dalej od swoich gwiazd macierzystych, a które wycięły znaczące przerwy w swoich macierzystych dyskach protoplanetarnych.

Gdy gwiazda dopiero co powstała, jest otoczona przez cienki, rotujący dysk protoplanetarny składający się z gazu i pyłu. Dysk jest chaotycznym środowiskiem, w którym gaz i pył podgrzewane są przez młodą gwiazdę oraz jej energię grawitacyjną, co powoduje ruch, zderzenia i z czasem powstawanie planet.

Choć większość znanych planet powstaje blisko swojej gwiazdy, to jednak niektóre powstają znacznie dalej i wycinają spore przerwy w dysku protoplanetarnym. Według Rice and Laughlin, właśnie te odległe planety są w stanie wyrzucać materię i mniejsze obiekty tak, że opuszczają one swój pierwotny układ planetarny. Jednocześnie są to planety znacznie trudniejsze do obserwacji niż planety krążące blisko gwiazdy, przez co odkryto ich znacznie mniej.

Aby przetestować swoją teorię, badacze przyjrzeli się trzem dyskom protoplanetarnym z Disk Substructures at High Angular Resolution Project (DSHARP), przeglądu przeprowadzonego przez duże konsorcjum astronomów. DSHARP skupiał się na 20 pobliskich, jasnych i dużych dyskach protoplanetarnych sfotografowanych za pomocą teleskopu ALMA w Chile.

“Przyglądaliśmy się dyskom, w których wyraźnie było widać, że jest w nich planeta” mówi Rice. “Jeżeli w dysku jest wyraźna luka, a tak jest w przypadku kilku dysków z DSHARP, można na jej podstawie wywnioskować jaka planeta ją wycięła. Następnie możemy stworzyć symulację układu, aby sprawdzić jak dużo materii może on wyrzucać”.

“Taka teoria dobrze tłumaczy dużą liczbę takich obiektów w przestrzeni kosmicznej i wskazuje, że do końca przyszłego roku możemy obserwować setki takich obiektów w kolejnych przeglądach”.

W przeciwieństwie do wielu innych odkryć astronomicznych, w których dane zbieramy i interpretujemy z potężnych odległości, obiekty międzygwiezdne przelatujące przez układ słoneczny to spojrzenie z bliska na inną część naszej galaktyki, podsumowują badacze.

Źródło: Yale University

Author: Radek Kosarzycki

Niedoszły astronom. Prawie filolog. Aspołeczny popularyzator nauki. Kulturalny cham.