חפץ בגודל כוכב לכת שאולי ביקר פעם בייתכן ששינה לצמיתות את השכונה הקוסמית שלנו על ידי עיוות המסלולים של ארבעת כוכבי הלכת החיצוניים, כך עולה ממחקר חדש. הממצאים עשויים לשפוך אור על מדוע לנתיבי כוכבי הלכת הללו יש תכונות מיוחדות מסוימות.
במשך עשרות שנים, אסטרונומים התווכחו כיצדכוכבי הלכת של נוצרו. עם זאת, רוב ההשערות מסכימות לגבי סוג המסלול שצריך להיות לכוכבי הלכת: עיגולים המסודרים באופן קונצנטרי סביבולשכב על אותו מישור. (אם הייתם צופים בהם בקצה, הייתם רואים רק קו.) עם זאת, לאף אחד משמונת כוכבי הלכת, כולל כדור הארץ, אין מסלולים מעגליים לחלוטין. בנוסף, הנתיבים של כוכבי הלכת אינם נמצאים בדיוק על אותו מישור.
לעומת(שהמסלול שלו, בתוך המשפחה הפלנטרית שלנו, הוא הכי בצורת ביצה ומוטה), הנתיבים של ארבעת החיצונייםכוכבי לכת ענקיים- צדק, שבתאי, אורנוס ונפטון - מראים סטיות קלות מהמסלולים האידיאליים. עם זאת, ההסבר של הפערים המטרידים הללו היה מאתגר, אמררנו מלוטרה, מדען פלנטרי מאוניברסיטת אריזונה בטוסון ומחבר שותף של המחקר החדש.
"הפאזל של האסטרופיזיקה התיאורטית היה זה זמן רב להבין כיצד המסלולים הפכו מאוחר יותר לא-עגולים ונטו מהמישור הממוצע שלהם בלא יותר מדי ולא מעט מדי", כתבה בדוא"ל ל-Live Science. בעוד מחקרים קודמים התמקדו כיצד אינטראקציות בין כוכבי לכת אלה עיצבו מחדש את מסלוליהם, אמר מלהוטרה, "השערות אלו אינן עולות בקנה אחד עם פרטים חשובים מסוימים של המסלולים הנצפים".
מבקר בין כוכבי
כדי להתמודד עם הפאזל הזה, מלחוטרה ועמיתיו שקלו תרחיש שנבדק פחות: שעצם מבקר בגודל כוכב שינה את הנתיבים של כוכבי הלכת האלה לפני כ-4 מיליארד שנים.
קָשׁוּר:
באמצעות מודלים ממוחשבים של ארבעת כוכבי הלכת החיצוניים, הצוות ביצע 50,000 סימולציות של מעברי טיסה כאלה, כל אחד במשך 20 מיליון שנה, תוך שינוי פרמטרים מסוימים של כל מבקר, כולל המסה שלו, מהירותו ומידת התקרבותו לשמש. החוקרים גם הרחיבו את החיפוש שלהם בהשוואה למחקרים קודמים על ידי בחינת עצמים קטנים בהרבה מכוכבים - זעירים, למעשה, כמו. הם גם בחנו מצבים עם מעברים סופר-קרובים, תוך התמקדות בתרחישים שבהם המחבל הגיע למרחק של 20 יחידות אסטרונומיות (AU) מהשמש. (AU אחד הוא בערך 93 מיליון מיילים, או 150 מיליון קילומטרים, בערך המרחק הממוצע מכדור הארץ לשמש.)
למרות שרוב ההדמיות יצרו תנאים שונים מאוד ממערכת השמש הנוכחית, החוקרים גילו שבכ-1% מההדמיות, המעבר של המבקר שינה את מסלולי כוכבי הלכת הענקים למצבם הנוכחי בערך. המתערבים בגפרורים הקרובים הללו צללו היישר לתוך מערכת השמש, עברו הרבה מעבר למסלולו של אורנוס, כשחלקם אפילו רועים את דרכו של מרקורי. והם היו זעירים יחסית, נעו בין שניים לפי 50 מסה של צדק.
"טווח זה כולל מסות פלנטריות ועד מסות ננסיות חומות", אמר מלחוטרה. (גמדים חומים, המכונים לעתים קרובות "כוכבים כושלים", הם גרמי שמיים מוזרים שכבדים יותר מכוכבי לכת אך אינם מסיביים כמו כוכבים.)
מכיוון שלסימולציות רבות בהתאמה קרובה האובייקט דמוי כוכב הלכת חלף במערכת השמש הפנימית, החוקרים יצרו 10,000 סימולציות נוספות כולל כוכבי הלכת הארציים גם כן. גם במקרים אלה, נסיעות המעוף ששינו קודם לכן את מסלולי כוכבי הלכת הענקים למצבם הנוכחי שיחזרו את המראה הנוכחי של מערכת השמש.
ההדמיה שהפיקה את התוצאות הריאליסטיות ביותר כללה עצם פי שמונה מסה של צדק שנעה קרוב למרחק של 1.69 AU מהשמש. זה מרחיק אותו רק במעט מהמסלול הנוכחי של מאדים של 1.5 AU מהשמש.
ההדמיות מראות שעצם טיסה אחד תת-כוכבי בלבד הספיק כדי לשנות את מסלולי כוכבי הלכת הענקיים. מכיוון שתצפיות מצביעות על מספר רב למדי של גופים תת-כוכביים בקוסמוס, ביקורים של עצמים כאלה עשויים להיות שכיחים יותר מאשר.
המחקר, שעדיין לא זכה לביקורת עמיתים, היהפורסםבמסד הנתונים של arXiv preprint בדצמבר.
