Облако Оорта

Астрономы Смитсоновского института и Гарварда (США) показали, что Облако Оорта содержит больше межзвездных объектов, чем небесных тел, возникших в Солнечной системе. Об этом сообщается в статье, опубликованной в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters.

Теория формирования планетных систем предполагает, что чужеродных объектов должно быть меньше, чем объектов, изначально находившихся в Облаке Оорта. Однако сам факт обнаружения межзвездной кометы 2I/Borisov показывает, что количество межзвездных небесных тел должно быть гораздо больше на значительном расстоянии от Солнца, тогда как в непосредственной близости к нему преобладает масса объектов, сформированных из местного вещества. Эту гипотезу можно проверить с помощью обзоров затенения звезд телами в облаке Оорта, такое как TAOS II (Transneptunian Automated Occultation Survey), специально разработанное для обнаружения комет в дальних уголках Солнечной системы.

Астрономы провели расчеты предполагаемой доли межзвездных объектов с большими допущениями, однако даже с учетом этого они должны преобладать над кометами и астероидами, возникшими в Солнечной системе. Ученые ожидают, что запуск и последующие наблюдения обсерватории имени Веры Рубин в 2022 году позволят найти больше межзвездных объектов.

Облако Оорта является гипотетической областью Солнечной системы, которая является источником долгопериодических комет. Предполагается, что внешние границы Облака находится на расстоянии 50-100 тысяч астрономических единиц от Солнца (астрономическая единица равна среднему расстоянию от Солнца до Земли), что приблизительно соответствует 1-2 световым годам.

2I/Borisov представляет собой объект диаметром 20 километров, обнаруженный 30 августа 2019 года. Наблюдения показали, что комета движется по гиперболической орбите, то есть прилетела из межзвездного пространства и не является гравитационно связанной с Солнцем.

https://m.lenta.ru/news/2021/08/23/comet/amp/

19 июня на сайте Центра малых планет было опубликовано сообщении об открытии объекта с весьма примечательными характеристиками. Он может оказаться самым крупным известным нам небесным телом, имеющим отношение к Облаку Оорта.

https://nplus1.ru/news/2021/06/21/2014-un271

Объект, получивший обозначение 2014 UN271, был открыт астрономами Педро Бернардинелли (Pedro Bernardinelli) и Гэри Бернстайном (Gary Bernstein) в ходе повторного анализа архива снимков, сделанных в рамках обзора DES (Dark Energy Survey) в период с 2014 по 2018 год. Сейчас он находится на расстоянии 20 а. е. от Земли. 2014 UN271 пройдет перигелий своей орбиты (10.5 а. е.) в начале 2031 года.

Наклонение орбиты 2014 UN271 составляет 95.4 °, эксцентриситет — 0.99. Расчеты показывают, что предыдущий афелий объекта пролегал на расстоянии 39.4 тысяч а. е. от Солнца. Визит во внутреннюю часть Солнечной системы изменит орбитальные характеристики 2014 UN271. Новое значение его афелия составит 54.6 тысячи а. е. (0.86 световых лет), а орбитальный период увеличится с 3 до 4,5 млн лет. Таким образом, он пройдет через внутреннюю часть облака Оорта. Так называют гипотетическую сферическую область Солнечной системы, являющуюся источником долгопериодических комет.

2014 UN271 примечателен не только орбитой, но и своими физическими характеристиками. По первоначальным оценкам астрономов, его диаметр составляет от 130 до 370 км. Он может даже оказаться карликовой планетой. Пока что у 2014 UN271 не замечено следов комы, но не исключено, что по мере приближения к Солнцу объект начнет демонстрировать кометную активность.

Солнце могло входить в состав двойной системы

По разным оценкам, от трети до половины звезд нашей галактики входят в состав кратных звездных систем. По мнению коллектива исследователей из Гарвардского университета, в момент своего рождения Солнце также входило в состав двойной системы. Это могло бы объяснить предполагаемые особенности строения облака Оорта и наблюдаемые аномалии в орбитах транснептуновых объектов.

Астрономы считают, что на дальних рубежах Солнечной системы расположена обширная сферическая область, состоящая из огромного количества ледяных тел. Они находятся там со времен формирования Солнца. Именно облако Оорта является «поставщиком» долгопериодических комет, время от времени пролетающих через внутреннюю часть Солнечной системы.

Другая важная особенность дальних рубежей Солнечной системы заключается в том, что в орбитах многих транснептуновых объектах имеются аномалии. Одно из наиболее популярных объяснений этого феномена заключается в существовании еще неоткрытой девятой планеты, чья гравитация влияет на эти объекты.

В попытке объяснить упомянутые особенности, исследователи из Гарварда рассмотрели возможность, что наше Солнце сформировалось в составе двойной системы.

Моделирование показало, что если у нашей звезды имелся компаньон схожей с ним массы, располагавшийся на настоянии около 1500 а. е., то радиус их гравитационного влияния был бы в 20 раз больше, чем у одиночной звезды. Такая система смогла бы захватить значительное количество объектов из окружающего пространства. Также это бы неплохо объяснило вытянутую орбиту девятой планеты. Кроме того, подобный сценарий означает, что на дальних рубежах Солнечной системы должна существовать целая популяция еще не открытых карликовых планет.

https://phys.org/news/2020-08-sun-life-binary-companion.html

Но если наша звезда действительно обладала компаньоном — что же с ним случилось? По мнению ученых, в какой-то момент он покинул Солнечную систему из-за гравитационного взаимодействия с другими членами звездного скопления, в котором изначально сформировалось Солнце.

С помощью моделирования астрофизики показали, что Солнце в прошлом могло находиться в двойной системе со звездой той же массы на расстоянии около полутора тысяч астрономических единиц. Это помогает объяснить большое количество комет во внешнем облаке Оорта и аномалии движения обособленных транснептуновых объектов. Статья опубликована в журнале The Astrophysical Journal Letters.

Предполагается, что на окраине Солнечной системы находится огромная сферическая область, состоящая из ледяных тел — внешнее облако Оорта. Мы не можем наблюдать его напрямую, но видим оттуда долгопериодические кометы, когда они приближаются к Солнцу. По оценкам ученых в облаке Оорта находятся миллионы или даже триллионы комет.

Другой далекий объект Солнечной системы, который долгое время волнует астрофизиков — гипотетическая девятая планета. Предполагается, что массивный объект движется по сильно вытянутой орбите и влияет на движение сразу нескольких транснептуновых объектов в рассеянном диске. 

При этом до сих пор нет единой теории, которая могла бы объяснить и большое количество объектов в облаке Оорта, и существование девятой планеты. Существующие результаты моделирования эволюции Солнечной системы показывают значительно меньшее количество объектов в ее внешней области.

Амир Сирадж (Amir Siraj) с коллегами из Гарвардского университета предположили, что объяснить существование столь массивного облака Оорта и девятой планеты можно, если допустить, что изначально Солнце сформировалось не в одиночку, а вместе со звездой такой же массы. Это не так удивительно, ведь не менее трети звезд в нашей галактике образуют двойные и тройные системы, а внутри облака молекулярного водорода, в котором родилось Солнце, помимо него могло родиться множество и других звезд. Они образовали скопление, которое со временем покинула наша звезда. Однако перед этим Солнце было гравитационно связано с другой звездой, пока не потеряло своего спутника.

В паре с Солнцем могла соседствовать звезда той же массы на расстоянии всего 1500 астрономических единиц. Моделирование процесса формирования Солнечной системы показало, что радиус гравитационного влияния двойной системы в 20 раз больше, чем у одного Солнца, поэтому она эффективнее захватывает объекты из окружающего пространства. Это неплохо объясняет большое количество комет в облаке Оорта и вытянутую орбиту гипотетической девятой планеты. При этом ученым пока не удается точно оценить как много из захваченных объектов «потерялось» вместе со звездой-соседом, когда она покинула Солнечную систему. Авторы предполагают, что это могло произойти из-за его взаимодействия с другими членами звездного скопления, в котором находилась двойная система.

Также исследователи предполагают, что если Солнце в прошлом действительно было двойной звездой, то за орбитой Нептуна может скрываться еще множество неоткрытых карликовых планет. Они надеются обнаружить их, как и девятую планету, с помощью широкоугольного обзорного телескопа-рефлектора в Обсерватории Веры Рубин.

https://nplus1.ru/news/2020/08/24/two-stars

Гипотетическая Девятая планета может оказаться первичной черной дырой

Астрономы из Гарвардского университета, США, совместно с учеными проекта Black Hole Initiative (BHI) разработали новый метод обнаружения черных дыр во внешней части Солнечной системы, который позволит также раз и навсегда определить природу гипотетической Девятой планеты. Эта работа утверждает возможность использования будущего обзора неба Legacy Survey of Space and Time (LSST) для наблюдения аккреционных вспышек, которые помогут подтвердить или опровергнуть гипотезу о том, что Планета 9 может на самом деле представлять собой черную дыру.

В своей работе ученые во главе с Амиром Сиражем (Amir Siraj), студентом бакалавриата Гарвардского университета, разработали новый метод поисков черных дыр во внешней части Солнечной системы, основанный на наблюдениях вспышек, происходящих при разрыве черной дырой проходящей мимо нее кометы. Это исследование показывает, что обзор неба LSST способен обнаруживать черные дыры, наблюдая аккреционные вспышки, происходящие при столкновениях с небольшими объектами облака Оорта.

«В окрестностях черной дыры небольшие тела, приближающиеся к ней, расплавляются в результате нагревания за счет энергии, которая выделяется при поглощении черной дырой материи из окружающего ее межзвездного пространства, - сказал Сираж. – После расплавления небольшие тела подвергаются приливному разрыву, и их остатки падают на черную дыру, вызывая вспышки».

Современные технологии не позволяют обнаруживать эти аккреционные вспышки без предварительного наведения, однако обзор неба LSST сможет без труда производить такие обнаружения, пояснил Сираж. Эти наблюдения также позволят проверить гипотезу о том, что гипотетическая Планета 9, существование которой хорошо объясняет необычные орбиты объектов ледяного пояса Койпера, расположенного во внешней части Солнечной системы, может оказаться первичной черной дырой, добавил он.

Исследование принято к публикации в журнале Astrophysical Journal Letters и доступно для ознакомления в онлайн-репозитории arxiv.org.