Najbardziej odległy region naszego Układ Słoneczny, sfera ciemnych, lodowych szczątków za Neptunem, jest zbyt zatłoczona. Wszystko to, poza zasięgiem starożytnego dysku gazu i pyłu, który uformował planety, nie pasuje do naukowych modeli formowania się Układu Słonecznego. Teraz para badaczy zaproponowała nowe spojrzenie na tę daleką tajemnicę: nasze Słońce ma dawno zaginionego bliźniaka. Dwie gwiazdy spędziły dzieciństwo na zbieraniu przelatujących szczątków z przestrzeni międzygwiazdowej, tłocząc się na zewnętrznych krańcach Układu Słonecznego.
Nie możemy zobaczyć tego bliźniaka. Gdziekolwiek jest – jeśli kiedykolwiek istniał – oderwał się od swojej orbity wraz z naszym słońcem eony temu. Od tego czasu dwie gwiazdy okrążyłyby Drogę Mleczną kilkanaście razy i mogły znaleźć się w zupełnie innych obszarach przestrzeni. Ale zapis o wpływie tego utraconego bliźniaka na nasz Układ Słoneczny może pozostać w naszej chmurze Oorta – tajemniczym sąsiedztwie komet i skał kosmicznych na zewnętrznych granicach wpływu naszego Słońca.
Chmura Oorta to dziwne miejsce. W przeciwieństwie do planet i asteroid w wewnętrznym Układzie Słonecznym, które leżą na pojedynczym płaskim dysku wokół Słońca, tworzy pustą kulę szczątków otaczającą Układ Słoneczny we wszystkich kierunkach. W porównaniu z planetami wewnętrznymi, ci odlegli dryfujący doświadczają bardzo mało światła słonecznego powagai można je łatwo wyrzucić z orbit w przestrzeń międzygwiazdową. Najbardziej odległe obiekty w tej sferze są ledwo połączone z naszym słońcem, dryfując 100 000 razy dalej od słońca niż Ziemia.
Związane z: 11 najpiękniejszych równań matematycznych
„To właściwie połowa drogi do najbliższej gwiazdy, Alpha Centauri” – powiedział współautor badania Avi Loeb, astrofizyk z Harvardu. „Jeśli Alfa Centauri ma również obłok Oorta, jeśli wszystkie gwiazdy mają obłoki Oorta, to wszystkie dotykają się jak kule bilardowe i przestrzeń jest nimi wypełniona”.
Nasza chmura Oorta jest mniej zatłoczona dużymi obiektami niż wewnętrzny Układ Słoneczny. Przelatuj przez nią statkiem kosmicznym, a raczej nie spotkasz niczego. Ale nadal zawiera znacznie więcej rzeczy niż powinno, powiedział Loeb. Prawdopodobnie w chmurze znajduje się około 100 miliardów pojedynczych obiektów, głównie kawałków skał i lodu. Nie możemy ich zobaczyć bezpośrednio, ale jest na to wiele dowodów: komety, które zanurzają się w wewnętrzny układ słoneczny z chmury Oorta w regularnych odstępach czasu.
Istnieją dowody na jeszcze większe rzeczy w chmurze Oorta. Od kilku lat naukowcy przyglądający się znanym obiektom poza gromadą Neptuna sugerują, że może istnieć tam nieznana planeta, która pociąga je do formowania. Ta Planeta 9 byłaby do 10 razy cięższa od Ziemi, chociaż jeszcze jej nie widziano. Cała ta masa daleko poza Neptunem powoduje problemy dla astronomów, powiedział Loeb. Podobnie jest z faktem, że chmura Oorta tworzy kulę, kiedy wydaje się, że wszystkie planety i asteroidy w wewnętrznym układzie słonecznym uformowały się z jednego płaskiego dysku pyłu i gazu.
„Pytanie brzmi: jak to się stało?” Loeb powiedział Live Science. „Popularny pogląd jest taki, że być może zostały one rozproszone z dysku, z którego powstały planety”.
Loeb powiedział, że w chmurze są obiekty, które najwyraźniej pochodzą z wewnętrznego układu słonecznego. Ale duże obiekty na tym grubym „rozproszonym dysku” stanowią tylko ułamek – około 1/50 – całkowitej liczby dużych obiektów krążących poza Neptunem. Symulacje formowania się chmur Oorta, w których wszystkie obiekty pochodzą z wewnętrznego Układu Słonecznego, sugerują, że powinno to mieć od jednej trzeciej do jednej dziesiątej liczby dużych obiektów, które wydaje się zawierać.
„Nie da się w ten sposób łatwo wyjaśnić dużej liczby obiektów chmurowych Oorta” – powiedział Loeb.
A jeśli założymy, że orbituje tam duża planeta, zatłoczona chmura Oorta staje się jeszcze trudniejsza do wyjaśnienia.
W tym przypadku Loeb wraz ze swoim częstym współpracownikiem, studentem Harvardu, Amirem Siraj, zasugerował, że słońce mogło współpracować z zagubionym bliźniakiem, aby uchwycić przechodzące obiekty z kosmosu.
Teoria brzmi następująco: astronomowie już zgadzają się, że Słońce, podobnie jak większość gwiazd, prawdopodobnie uformowało się w ciasną gromadę z wieloma innymi gwiazdami w galaktycznej kieszeni pyłu i gazu. Ten gwiezdny żłobek był prawdopodobnie pełen zbuntowanych obiektów – komet międzygwiazdowych i być może cięższych obiektów, takich jak planety. Ale sama grawitacja słoneczna prawdopodobnie nie była wystarczająco silna, aby przyciągnąć tak wiele tych obiektów na orbity Oorta.
Ale co, jeśli słońce i inna gwiazda krążą wokół siebie? Wrzuć tego binarnego towarzysza do miksu, a obliczenia ulegną zmianie. Zakładając, że obie gwiazdy były mniej więcej tej samej wielkości i okrążały się w odległości 1000 razy większej od Ziemi od Słońca (około 1,5% roku świetlnego), ich zbiorowa grawitacja mogłaby złapać kawałki skał i lodu z ośrodka międzygwiazdowego . Zanim Słońce i jego bliźniak oddalą się od siebie – ich orbity prawdopodobnie zostaną przerwane przez bliskie spotkanie z trzecią gwiazdą – każde z nich byłoby spowite chmurą Oorta o wiele grubszą niż to, co uchwyciłyby słońce i jego bliźniak.
– Jest kilka fajnych rzeczy w tej teorii – powiedział Loeb. Zgrabnie wyjaśnia nie tylko liczbę obiektów w chmurze Oorta, ale także jej kształt. Obiekty uchwycone przypadkowo z kosmosu utworzyłyby wokół Słońca kulę, tak jak widzimy, a nie dysk.
Związane z: 5 powodów, dla których warto dbać o asteroidy
„Piękne jest to, że możemy to przetestować” – powiedział.
Jeśli Loeb i Siraj mają rację, to astronomowie prawdopodobnie nie docenili liczby naprawdę ogromnych obiektów w chmurze Oorta. Z podwójnym towarzyszem, Słońce powinno uchwycić nie tylko wciąż hipotetyczną Planetę 9 ze swojej gromady urodzeniowej, ale także wiele planet karłowatych – obiektów takich jak Ceres i Plutona z wewnętrznego układu słonecznego – który nadal krążyłby po tej bardzo odległej części kosmosu.
W tej chwili nie ma dowodów na istnienie tych planet karłowatych. Ale słaba i odległa chmura Oorta jest nadal tak słabo poznana, że ich brak w danych nie jest zaskakujący, powiedział Loeb.
A Wielki Synoptyczny Teleskop Przeglądowy (LSST), który ma zostać ukończony w Chile w 2021 r., Przeskanuje niebo z niespotykaną dotąd szczegółowością w poszukiwaniu takich właśnie ciemnych, odległych obiektów, powiedział Loeb. Jeśli pierwszy długi skan kosmosu przeprowadzony przez LSST ujawni Planetę 9 i dużą populację dodatkowych planet karłowatych w chmurze Oorta, co będzie silnie sugerować, że nasz Układ Słoneczny miał kiedyś bliźniaka, powiedział.
Gdziekolwiek ten gwiezdny bliźniak wylądował, gdyby istniał, nigdy go już nie znajdziemy, powiedział Loeb. Wszystko w Drodze Mlecznej było poruszane zbyt wiele razy od czasu rozpadu pierwotnej gromady narodzin naszego Słońca, 4,5 miliarda lat temu. Ale możemy sobie wyobrazić, jak by to wyglądało: nie drugiego słońca, ponieważ nawet gdy gwiazdy były bliźniacze, nadal były od siebie odległe. Zamiast tego mogła wydawać się zbyt jasną planetą, poruszającą się bardzo powoli po niebie.
Pierwotnie opublikowane w Live Science.
