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