Предыдущая публикация
Новое исследование показывает, как Солнце может навсегда захватить планеты-изгои
Интерес к межзвездным объектам (МЗО) возник в 2017 году, когда «Оумуамуа» пролетел через нашу Солнечную систему и совершил облет Земли. Примерно два года спустя через нашу Солнечную систему прошел еще один МЗО — межзвездная комета 2I/Borisov.Эти встречи подтвердили, что ISO не только очень распространены, но и регулярно проходят через нашу Солнечную систему — то, что астрономы подозревали уже давно. Еще более интригующим является то, что некоторые из этих объектов захвачены и все еще могут быть обнаружены вращающимися вокруг нашего Солнца.
На этой иллюстрации изображена блуждающая планета, путешествующая по космосу. Кредит: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (Caltech-IPAC)
---------------
В недавнем исследовании группа исследователей описала область в солнечной системе, где объекты могут быть навсегда захвачены из межзвездного пространства. Их анализ определил, что как только объекты будут захвачены гравитационным притяжением нашего Солнца и попадут в эту область (в которую могут входить кометы, астероиды и даже планеты-изгои), они останутся на орбите вокруг Солнца и не столкнутся с ним. Эти результаты могут иметь радикальные последствия для исследований ISO и предлагаемых миссий по встрече с некоторыми из этих объектов в ближайшем будущем.
Исследование было проведено Эдвардом Белруно, профессором математики в Школе науки и здоровья Каца в Университете Йешива, Нью-Йорк, и Джеймсом Грином, директором Планетарного научного отдела в штаб-квартире NASA. Их выводы были представлены в статье, размещенной на сервере препринтов arXiv под названием «Постоянный захват в Солнечную систему», которая недавно была представлена в Гейдельбергском университете и группе по динамике траекторий в Центре операций Европейского космического агентства (ESOC).
Как уже отмечалось, предыдущие исследования показали, что ИСО регулярно посещают нашу солнечную систему и даже могут быть ответственны за заселение Земли строительными блоками жизни. Кроме того, исследователи попытались смоделировать, сколько таких объектов захватывается нашей солнечной системой с течением времени, что дало оценки в тысячи.
И последнее, но не менее важное: прибытие «Оумуамуа» и 2I/Borisov также привело к многочисленным предложениям о создании космических аппаратов, которые могли бы встречаться с будущими ИСО и изучать их вблизи (например, концепция Interstellar Object Explorer (IOE)) или летать к тем, которые захватил наша Система.
---------------
В недавнем исследовании группа исследователей описала область в солнечной системе, где объекты могут быть навсегда захвачены из межзвездного пространства. Их анализ определил, что как только объекты будут захвачены гравитационным притяжением нашего Солнца и попадут в эту область (в которую могут входить кометы, астероиды и даже планеты-изгои), они останутся на орбите вокруг Солнца и не столкнутся с ним. Эти результаты могут иметь радикальные последствия для исследований ISO и предлагаемых миссий по встрече с некоторыми из этих объектов в ближайшем будущем.
Исследование было проведено Эдвардом Белруно, профессором математики в Школе науки и здоровья Каца в Университете Йешива, Нью-Йорк, и Джеймсом Грином, директором Планетарного научного отдела в штаб-квартире NASA. Их выводы были представлены в статье, размещенной на сервере препринтов arXiv под названием «Постоянный захват в Солнечную систему», которая недавно была представлена в Гейдельбергском университете и группе по динамике траекторий в Центре операций Европейского космического агентства (ESOC).
Как уже отмечалось, предыдущие исследования показали, что ИСО регулярно посещают нашу солнечную систему и даже могут быть ответственны за заселение Земли строительными блоками жизни. Кроме того, исследователи попытались смоделировать, сколько таких объектов захватывается нашей солнечной системой с течением времени, что дало оценки в тысячи.
И последнее, но не менее важное: прибытие «Оумуамуа» и 2I/Borisov также привело к многочисленным предложениям о создании космических аппаратов, которые могли бы встречаться с будущими ИСО и изучать их вблизи (например, концепция Interstellar Object Explorer (IOE)) или летать к тем, которые захватил наша Система.
«Оумуамуа (слева) и 2I/Борисов (справа) — единственные две ИСО, о которых мы знаем наверняка. Автор: ESO/M. Kornmesser (слева) NASA/ESA/D. Jewitt (справа)
--------------
Для своего исследования Белбрундо и Грин провели моделирование с использованием упрощенной модели, включающей три массы — захваченный ISO, Солнце и Млечный Путь, — что позволило им воссоздать движение захваченного объекта. Как они описывают в своей статье, когда ISO попадают под гравитационное притяжение Солнца, они могут войти в состояние, известное как «постоянный захват», в котором захваченные объекты будут оставаться на орбите вокруг Солнца неопределенно долго. Кроме того, эти объекты также войдут в состояние, известное как «слабый захват», в котором они медленно втягиваются на стабильную орбиту вокруг Солнца, но никогда не сталкиваются с ним.
Их моделирование показало, что захваченные объекты в этой области могут демонстрировать хаотическое движение, из-за чего их орбиты кажутся крайне непредсказуемыми. Однако они также отметили, что область демонстрирует сложный повторяющийся узор, похожий на фрактал (или узоры, наблюдаемые в множестве Мандельброта в математике), который способствует стабильности орбиты захваченного объекта. Как объяснил Белбруно автору Astrobiology Киту Кауингу:
«Объединенные гравитационные силы Солнца и Млечного Пути играют решающую роль в этом процессе. Гравитационное поле галактики, включая эффекты темной материи, существенно влияет на то, как захватываются объекты. Предыдущие исследования в основном были сосредоточены на захватах комет, которые не всегда были постоянными. Однако это новое исследование описывает механизм, который обеспечивает постоянный захват».
Их исследование также предполагает, что в дополнение к астероидам и кометам, Солнце могло захватывать планеты-изгои на протяжении эпох. Недавние исследования показали, что в Млечном Пути могут быть триллионы планет-изгоев, которые были выброшены из своих солнечных систем с течением времени. Гравитационное влияние захваченных планет-изгоев и других объектов может вызвать возмущения в орбитах других тел в Солнечной системе .
Подобно тому, как астрономы использовали орбиты объектов пояса Койпера для поиска доказательств существования Планеты 9 (также известной как Планета X), астрономы могли бы использовать эти возмущения для вывода о наличии захваченных тел. Белбруно сказал:
«Это открытие не только расширяет наше понимание гравитационной динамики, но и открывает новые возможности для обнаружения и изучения этих удивительных небесных тел. Пока мы продолжаем исследовать космос, кто знает, какие еще секреты хранит Вселенная об объектах, присоединившихся к нашей солнечной семье?»
Мэтт Уильямс, Universe Today
--------------
Для своего исследования Белбрундо и Грин провели моделирование с использованием упрощенной модели, включающей три массы — захваченный ISO, Солнце и Млечный Путь, — что позволило им воссоздать движение захваченного объекта. Как они описывают в своей статье, когда ISO попадают под гравитационное притяжение Солнца, они могут войти в состояние, известное как «постоянный захват», в котором захваченные объекты будут оставаться на орбите вокруг Солнца неопределенно долго. Кроме того, эти объекты также войдут в состояние, известное как «слабый захват», в котором они медленно втягиваются на стабильную орбиту вокруг Солнца, но никогда не сталкиваются с ним.
Их моделирование показало, что захваченные объекты в этой области могут демонстрировать хаотическое движение, из-за чего их орбиты кажутся крайне непредсказуемыми. Однако они также отметили, что область демонстрирует сложный повторяющийся узор, похожий на фрактал (или узоры, наблюдаемые в множестве Мандельброта в математике), который способствует стабильности орбиты захваченного объекта. Как объяснил Белбруно автору Astrobiology Киту Кауингу:
«Объединенные гравитационные силы Солнца и Млечного Пути играют решающую роль в этом процессе. Гравитационное поле галактики, включая эффекты темной материи, существенно влияет на то, как захватываются объекты. Предыдущие исследования в основном были сосредоточены на захватах комет, которые не всегда были постоянными. Однако это новое исследование описывает механизм, который обеспечивает постоянный захват».
Их исследование также предполагает, что в дополнение к астероидам и кометам, Солнце могло захватывать планеты-изгои на протяжении эпох. Недавние исследования показали, что в Млечном Пути могут быть триллионы планет-изгоев, которые были выброшены из своих солнечных систем с течением времени. Гравитационное влияние захваченных планет-изгоев и других объектов может вызвать возмущения в орбитах других тел в Солнечной системе .
Подобно тому, как астрономы использовали орбиты объектов пояса Койпера для поиска доказательств существования Планеты 9 (также известной как Планета X), астрономы могли бы использовать эти возмущения для вывода о наличии захваченных тел. Белбруно сказал:
«Это открытие не только расширяет наше понимание гравитационной динамики, но и открывает новые возможности для обнаружения и изучения этих удивительных небесных тел. Пока мы продолжаем исследовать космос, кто знает, какие еще секреты хранит Вселенная об объектах, присоединившихся к нашей солнечной семье?»
Мэтт Уильямс, Universe Today
Следующая публикация
Нет комментариев