Астрономы описали планетные системы, которые выбрасывают межзвездных странников
Астрономы из Нанкинского университета с помощью численного моделирования планетных систем, описали такую конфигурацию, которая могла бы привести к рождению небесных тел, подобным Оумуамуа — межзвездному страннику, который посетил Солнечную систему в 2017 году и снова ее покинул.
Работа опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Наблюдения Оумуамуа
Астрономы начали свое исследование, отталкиваясь от известных свойств Оумуамуа. Когда он был виден телескопам Земли всего несколько месяцев в 2017 году, он показал сильно переменную яркость, меняясь от яркого до тусклого каждые четыре часа. Астрономы интерпретировали переменную светимость таким образом: Оумуамуа — вытянутый сигарообразный объект, кувыркающийся в космосе, поэтому его освещенность постоянно меняется.
Две другие вещи сделали Оумуамуа уникальным. Во-первых, он, по-видимому, имел сухую, каменистую поверхность, похожую на астероиды, известные в нашей солнечной системе. Но он изменил свою орбиту таким образом, который нельзя было объяснить исключительно законами гравитации — что-то еще заставило его изменить направление.
Такие перенаправления иногда наблюдаются у ледяных комет. Когда они приближаются к Солнцу, выделяющийся из нагретого льда газ действует как двигатель, изменяя траекторию кометы. Каким-то образом Оумуамуа продемонстрировал свойства и кометы, и астероида.
Гипотеза происхождения Оумуамуа
Одно из правдоподобных объяснений, предложенное в 2020 году, заключается в том, что объекты, подобные Оумуамуа, образуются в результате приливной фрагментации. Это происходит, когда «богатое летучими веществами» родительское тело (например, большая комета) проходит на высокой скорости слишком близко к своей звезде, и разбивается на длинные тонкие осколки.
Процесс нагревания в этих экстремальных взаимодействиях вызывает образование удлиненной каменистой оболочки, но сохраняет внутреннюю часть из подповерхностного льда. Эта уникальная комбинация, не наблюдаемая в нашей Солнечной системе, могла бы объяснить орбитальные маневры Оумуамуа, несмотря на его каменистый состав.
Астрономы пришли к выводу, что если орбитальные силы достаточно сильны для приливной фрагментации, то они достаточно сильны, и чтобы полностью выбросить объект из системы. Таким образом, межзвездное пространство может быть полно осколков камня и льда в форме кинжала. Какой должна быть такая планетная система?
Как выглядит родина Оумуамуа
Простейшая система, которая может вызвать этот тип приливной фрагментации, — это такая система, где находятся белые карлики. Это чрезвычайно плотные мертвые ядра старых взорвавшихся звезд. Белый карлик, окруженный поясом далеких кометоподобных объектов, похожих на облако Оорта, может регулярно порождать клоны Оумуамуа. Но этот процесс усиливается в системах, где есть планеты размером с Юпитер, удаленные от своей звезды-хозяина.
Такие системы будут очень эффективны для производства клонов Оумуамуа, особенно если у планеты сильно вытянутая орбита. Но даже в этом случае это не идеальное совпадение с происхождением Оумуамуа, потому что такие взаимодействия, как правило, производят осколки, не настолько вытянутые и с более низкой скоростью, чем у объектов типа Оумуамуа.
Авторы приходят к выводу, что системы, которые, скорее всего, породили Оумуамуа, — такие, у которых много планет. Хотя сейчас есть сильное, правдоподобное объяснение процесса, который породил Оумуамуа, тип планетной системы, которая его породила, все еще остается во многом открытым вопросом.