Mimozemská hvězda mohla naši sluneční soustavu posunout blíže než Voyager

Naše sluneční soustava může stále nést jizvy po extrémně těsném oholení cizí hvězdou. Takové setkání – nejbližší průlet, o kterém víme – by otřáslo objekty na předměstí a mohlo by dokonce znamenat, že žádná planeta devět nakonec neexistuje.

Okraj Sluneční soustavy, za oběžnou dráhou nejvzdálenější známé planety, Neptunu, je chaotické místo. Je osídlena transneptunskými objekty (TNO) včetně trpasličích planet jako Pluto a Sedna a tisíců menších skalnatých a ledových těles, jako je Arrokoth.

Některé z těchto objektů mají bizarní chování, které zatím nedává smysl. Některé mají excentrické nebo velmi protáhlé oběžné dráhy. Jiné mají velmi nakloněné dráhy, což znamená, že se houpou nad a pod orbitálním diskem, kterého se drží většina ostatních objektů. Několik dokonce oběžné dráhy zpětcestující proti provozu téměř všeho ostatního ve sluneční soustavě.

Aby astronomové vysvětlili tyto výstřednosti, navrhli existenci deváté velké planety s hmotností Marsu nebo větší, která číhá ve tmě venku. Jeho gravitační vliv by teoreticky mohl způsobit tyto příznaky, ale rozsáhlé pátrání dosud neobjevilo žádnou přímou stopu takové planety devět.

Nyní astronomové v Nizozemsku navrhli nové vysvětlení – blízké setkání s jinou hvězdou před miliardami let. Aby tým otestoval myšlenku, provedl více než 3000 simulací modelujících, co se stane, když hvězdy různých hmotností prolétají planetesimálními disky různých šířek a míjejí se v různých vzdálenostech. A opravdu, byli schopni znovu vytvořit podivné dráhy, které lze vidět v moderní sluneční soustavě.

„Nejlepší shoda pro dnešní vnější sluneční soustavu, kterou jsme našli pomocí našich simulací, je hvězda, která byla o něco lehčí než naše Slunce – asi 0,8 hmotnosti Slunce,“ řekl Amith Govind, spoluautor studie. „Tato hvězda proletěla kolem našeho slunce ve vzdálenosti asi 16,5 miliardy km (10,3 miliardy mil). To je asi 110krát větší vzdálenost mezi Zemí a Sluncem, o něco méně než čtyřnásobek vzdálenosti nejvzdálenější planety Neptun.“

To by mohlo znít jako dlouhá cesta, ale na kosmických měřítcích to minulo jen o vlásek – je to blíž než sondy Voyager, které jsou více než 136krát větší než vzdálenost Země-Slunce (astronomické jednotky nebo AU). Předchozím nejbližším známým průsmykem byla Scholzova hvězda, která se prohnala kolem více než 50 000 AU. Najednou mi pouhých 110 AU připadá jako pastva.

Hvězda samozřejmě nemůže táhnout takovou projížďku, aniž by zanechala svou stopu. Nejen, že by mohla produkovat orbitální zvláštnosti, které dnes vidíme v TNO, ale tým zjistil, že mnoho dalších by bylo zcela vyvrženo ze sluneční soustavy. Mezitím byli další vrženi dovnitř, kde mohou zůstat dodnes.

„Některé z těchto objektů mohly být zachyceny obřími planetami jako měsíce,“ řekl Simon Portegies Zwart, spoluautor studie. „To by vysvětlovalo, proč mají vnější planety naší sluneční soustavy dva různé typy měsíců.“

I když zůstává nepotvrzeno, zda se tento scénář skutečně odehrál v hluboké historii naší sluneční soustavy, má to jednu věc: je to úhledné vysvětlení několika záhad. Hvězdný boční pohyb by mohl vysvětlit podivné oběžné dráhy TNO, zjevnou nepřítomnost planety devět a původ těchto plynných obřích měsíců.

Odpověď by mohla přijít v příštích několika letech, protože Observatoř Vera C. Rubin bude online. Tento dalekohled je určen k detekci přechodných objektů a očekává se, že najde desítky tisíc nových malých těles ve vnější sluneční soustavě. Pokud zjistí, že mnoho z nich má také excentrické nebo zpětné oběžné dráhy, mohlo by to vytvořit další důkazy pro průlet hvězdy. Nebo by mohlo konečně najít samotnou planetu devět.

Výzkum byl publikován ve dvou studiích, jedna v Astronomie přírody a druhý dovnitř The Astrophysical Journal Letters. Podívejte se na chaotickou simulaci ve videu níže.

Zdroj: Forschungszentrum Jülich