Когда Солнечная система находилась на стадии формирования, рядом с ней могла пройти звезда, которая украла часть «строительного материала» для планет, сообщают ученые в журнале The Astrophysical Journal. Это объясняет, почему объекты, расположенные за Нептуном, вращаются по таким сильно вытянутым и наклоненным орбитам орбитам, а их общая масса неожиданно мала.
Классический сценарий формирования Солнечной системы гласит, что Солнце родилось около 4,5 миллиарда лет назад в результате сжатия крупного облака. Вокруг молодой звезды образовался диск из газа и пыли, из которого впоследствии сформировались планеты, спутники и другие объекты. Так как протопланетный диск обычно плоский, следует предполагать, что орбиты всех небесных тел будут схожи между собой. И действительно, планеты Солнечной системы вращаются по более-менее одинаковым круговым траекториям. Однако за Нептуном это правило перестает выполняться: пожалуй, самой большой «аномалией» можно назвать Седну, которая движется по крайне вытянутой орбите с большим наклонением и совершает один оборот вокруг Солнца за 11,5 тысяч лет.
Другая интересная особенность заключается в том, что суммарная масса тел, расположенных за Нептуном, неожиданно мала — она почти в 1000 раз меньше, чем суммарная масса всех объектов в пределах его орбиты. Часто эти «нестыковки» объясняют гравитационным влиянием до сих пор не открытой планеты Х (подробнее читайте в материале «Тайна девятой планеты»). Однако теперь астрономы предположили, что рядом с молодым Солнцем могла пройти другая звезда, «укравшая» часть материала.
Группа исследователей под руководством Сюзанны Пфальцнер (Susanne Pfalzner) из Института радиоастрономии Общества Макса Планка провела серию компьютерных симуляций, в которой проверила, что произойдет, если рядом с протопланетным диском, окружающим Солнце, пройдет звезда. Размеры газопылевого диска варьировались от 100 до 200 астрономических единицы, а масса светила — от 0,1 до 50 солнечных. Расстояние между молодой Солнечной системой и небесным телом также менялось.
Астрономы заключили, что звезды с массами от 0,3 до 1 солнечной, прошедшие на расстоянии от 50 до 150 астрономических единиц от Солнца (перигелий) под определенным углом — лучшие кандидаты на роль небесного тела, которое могло повлиять на облик Солнечной системы. Одного такого сближения, согласно результатам симуляций, будет достаточно, чтобы привести к появлению Седны и похожих на нее тел, «горячих» и «холодных» объектов пояса Койпера (эта характеристика не имеет ничего общего с температурой; «холодные» объекты движутся по круговым орбитам и лежат почти в плоскости эклиптики, а «горячие» имеют удлиненные орбиты и более высокие склонения), а также других наблюдаемых особенностей.
Другой важный вопрос — насколько вероятно такое событие? Сегодня риск подобной встречи со звездой, пусть даже и на большем расстоянии, крайне мал. Однако обычно звезды формируются не по одиночке, а в группе, что увеличивает шансы. Расчеты группы Пфальцнер показали, что вероятность пролета светила рядом с Солнечной системой в течение первого миллиона лет жизни Солнца составляет 20-30 процентов.
Определить, какая из теорий верна, сегодня не представляется возможным, однако модель, предложенная учеными, хорошо объясняет наблюдаемые особенности. В будущем обнаружение «Планеты Х» может поставить точку в этом вопросе.
Еще одна альтернативная теория предполагает, что на траектории транснептуновых объектов могут влиять взаимодействия между собой и с космическими обломками. По мнению астрономов, именно это могло сделать изначально «нормальную» орбиту Седны более вытянутой и удаленной от Нептуна и других газовых гигантов.
Кристина Уласович
Такие галактики могли ускользать от обнаружения
Наземный радиотелескоп ASKAP помог астрономам обнаружить два новых кандидата в галактики с полярными кольцами. Это спиральные галактики, окруженные потенциальными кольцевыми структурами из атомарного водорода. Предполагается, что такие системы должны встречаться гораздо чаще, чем считалось ранее. Статья опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. В отличие от типичных галактик галактики с полярными кольцами обладают кольцом или диском, ориентированным почти перпендикулярно основному диску галактики. Таким образом, они вмещают в себя две кинематически выделенные подсистемы. Впервые за ними пронаблюдали во второй половине прошлого века, и находят их достаточно редко. При этом в полярной структуре наблюдается интенсивный процесс звездообразования, а сами они могут возникать при взаимодействии и слиянии галактик. Исследования галактик с полярными кольцами важны для понимания эволюции структуры галактик при их взаимодействиях друг с другом, а также для оценки формы гало темной материи вокруг них. Группа астрономов во главе с Натаном Дегом (Nathan Deg) из Университета Куинс в Кингстоне сообщила об открытии двух новых кандидатов в галактики с полярными кольцами NGC 4632 и NGC 6156, сделанном в ходе анализа первого каталога данных обзора галактик южного полушария небесной сферы WALLABY (Widefield ASKAP L-band Legacy All-sky Blind surveY), проводившегося при помощи наземного радиотелескопа ASKAP. NGC 4632 представляет собой спиральную галактику в созвездии Девы, а NGC 6156 — спиральную галактику с перемычкой, расположенную в созвездии Южного Треугольника и относящуюся к ярким инфракрасным галактикам. У обеих галактик обнаружили аномальную газовую компоненту из атомарного водорода, которая содержит около половины от всего атомарного водорода в каждой из систем. Также эта компонента хорошо отделена от основного тела галактик и наклонена почти под прямым углом к дискам галактик, что позволяет предположить наличие полярных колец, а не искривленных дисков или колец под промежуточным углом. Тем не менее, галактики останутся кандидатами в галактики с полярными кольцами до тех пор, пока не будут проведены более сложные компьютерные моделирования, охватывающие большее разнообразие возможных галактических кольцевых структур. В случае NGC 6156, которая активно образует звезды, необходимо также проанализировать альтернативные пути возникновения аномальной газовой компоненты. Это может происходить, например, из-за оттока вещества после взрывов сверхновых или деформации галактики из-за эпизода аккреции. Исследователи также отмечают, что эти два открытия позволяют предположить, что галактики с полярными кольцами должны встречаться чаще, чем ожидалось. Во-первых, обнаружение полярных колец может быть затруднено из-за их низкой поверхностной яркости, во-вторых, большинство полярных колец обнаружено в оптическом диапазоне вокруг эллиптических или линзовидных галактик, тогда как новооткрытые структуры найдены у спиральных галактик, что может указывать на предвзятость при отборе целей для наблюдений. Ранее мы рассказывала о том, как галактика с полярным кольцом превратила соседку в веретено.