Близкий пролет звезды мог определить облик Солнечной системы

Наша Солнечная система сформировалось примерно 4.5 млрд лет тому назад из газопылевого диска. Многие детали этого процесса по-прежнему плохо понятны ученым. Одна из основных загадок связана с объектами, расположенными за Нептуном. В отличие от планет, они движутся по весьма вытянутым орбитам с большими наклонениями. Кроме того, их суммарная масса на удивление мала. Они почти в 1000 раз меньше массы тел внутри орбиты Нептуна.

Существует несколько объяснений подобного расхождения. Одно из них заключается в том, что во время формирования Солнца рядом с ним прошла звезда, «похитившая» часть вещества из газопылевого диска. Оставшийся материал был разбросан по наклонным орбитам со смещенным центром.

Команда исследователей из Института радиоастрономии Общества Макса Планка решила проверить эту возможность. Ученые провели (https://nplus1.ru/news/2018/08/10/fly-by-shaped-universe) серию компьютерных симуляций последствий подобного визита. Во время моделирования размеры газопылевого диска варьировались от 100 до 200 а.е., а масса светила — от 0.1 до 50 солнечных.

В ходе исследования ученые пришли к выводу, что подобный сценарий вполне вероятен. Звезда с массой от 0.3 до 1 солнечной прошедшая на расстоянии от 50 до 150 а.е. от Солнца вполне могла оказать существенное влияние на Солнечную систему. Такой визит не только объясняет странные орбиты транснептуновых объектов и пропажу вещества из газопылевого диска, но и разрешает несколько других плохо объяснимых особенностей, в том числе соотношение масс Нептуна и Урана и существование двух различных популяций объектов пояса Койпера.

Ключевой вопрос заключается в вероятности подобного события. Сами по себе, столь тесные сближения одиночные звезд невероятно редки. Но, как правило, светила формируются не по одиночке, а в скоплениях — и наше Солнце вряд ли является исключением. А это значит, что на ранней стадии формирования Солнечной системы шансы подобной встречи были намного выше, чем сейчас. По оценкам ученых, вероятность столь близкого пролета звезды во время формирования Солнца составляет около 20% – 30%.

Уточнена дистанция пролета звезды Gliese 710

Звезды не являются статичными объектами, неподвижно находящимися на одном и том же месте. Они вращаются вокруг центра галактики подобному тому, как планеты вращаются вокруг своих светил. Поэтому, дистанции между звездными системами постоянно меняются. Светила могут удаляться друг от друга, а могут и сближаться — порой на весьма небольшое расстояние.

Еще в середине 1990-х астрономы обратили внимание на оранжевый карлик Gliese 710. Его масса составляет 0.6, а радиус 0.67 солнечных. Сейчас светило находится на расстоянии 63.8 световых лет от Солнца, не входя даже в сотню ближайших к нам звездных систем. Но в будущем ситуация радикально изменится. Как показывают наблюдения, светило держит курс на сближение с Солнечной системой. Примерно через 1.3 миллиона лет Gliese 710 станет самой близкой к Солнцу звездой. Основной вопрос заключается в том, какова будет дистанция ее минимального сближения?

До недавних пор у астрономов не было точных цифр. Разные исследования говорили о том, что звезда пройдет на расстоянии от 0.3 до 1.3 световых года от центра Солнечной системы. Ясность в этот вопрос помог внести принадлежащий ESA космический телескоп Gaia. После состоявшегося в прошлом году публикации первой части его звездного каталога, астрономы подсчитали, (https://kiri2ll.livejournal.com/789149.html) что дистанция пролета Gliese 710 составит от 10 тысяч до 32 тысяч а.е. с наиболее вероятным значением в 16 тысяч а.е. (0.25 световых года).

В апреле этого года состоялась публикация второй части каталога Gaia, содержащего более точные данные о звездах Млечного пути. Группа испанских астрономов воспользовалась им, чтобы проверить правильность расчетов коллег. В целом, они подтвердили их выводы. Согласно опубликованному на сайте arxiv.org препринту статьи, Gliese 710 сблизится с Солнцем через 1.29 миллиона лет.

Но при этом испанские исследователи пришли к выводу, что звезда приблизится к Солнцу на более близкую дистанцию, чем предполагалось. По их подсчетам, минимальная дистанция пролета Gliese 710 составит всего 4 300 а.е. Это примерно в 100 раз больше, чем расстояние от Земли до Плутона. Самому быстрому в истории космическому аппарата Voyager 1 потребовалось бы 1200 лет, чтобы преодолеть это расстояние.

Визит Gliese 710, скорее всего, повлияет на удаленные транснептуновые объекты. Некоторые из них могут перейти на орбиты, проходящие через внутреннюю часть Солнечной системы. Впрочем, апокалипсические сценарии, согласно которым из-за визита Gliese 710 нашу планету ждет ужасающая кометная бомбардировка, скорее всего, преувеличены. Подобные звездные контакты являются достаточно частым явлением. Например, всего 70 тысяч лет назад рядом с Солнечной системой прошла звезда Шольца.