Сколько комет попадает в Солнечную систему из других систем?

Обычно считается, что кометы образуются в нашей Солнечной системе и состоят из остатков газа и камней, выбрасываемых при образовании планет. Недавнее появление двух межзвездных объектов — астероида под названием «Оумуамуа» и кометы Борисова — изменили это утверждение.

Астрофизик из Института вычислительной науки при Университете Цюриха Том Хэндз (Tom Hands) вместе со своим соавтором Вальтером Дененом (Walter Dehnen) из Мюнхенского университета Людвига Максимилиана использовали математические модели для оценки того, сколько долгопериодических комет — с периодом обращения вокруг Солнца около и более 200 лет — могут быть пришельцами из других звездных систем. Их исследование было опубликовано в прошлом месяце в «Ежемесячных заметках Королевского астрономического общества». Наше издание поговорило с Хэндзом, чтобы получить более подробные сведения об этих таинственных ледяных пришельцах. Интервью было отредактировано для ясности и краткости.

«Сайенс»: Откуда, по мнению ученых, появляется большинство комет?

Том Хэндз: Выдвигались предположения, что они образуются в облаке Оорта. Это большое почти сферическое облако почти на самой периферии нашей Солнечной системы. Считается, что оно сформировалось очень давно, когда планеты-гиганты выбросили массу кометоподобных веществ, содержавших много льда, на периферии Солнечной системы. Движущиеся мимо звезды могут забросить их обратно в Солнечную систему, и именно подобным образом мы и наблюдаем их сегодня.

- Что мы можем узнать благодаря этим межзвездным пришельцам?

— На мой взгляд, самое интересное — это шанс взглянуть на модель формирования окружающей среды планеты вокруг другой звезды. Нам в некоторых подробностях известно, какие вещества присутствуют в нашей Солнечной системе, и, если они существенно отличаются рядом с другими звездами, значит, они говорят о том, как образуются планеты в других солнечных системах.

- В своей статье Вы смоделировали симуляцию с миллионами межзвездных объектов, чтобы понять, как их захватывает гравитационное поле Юпитера. Что значит «захватывает»?

— В сущности, когда межзвездный объект приближается к нашей Солнечной системе, по сравнению с кометами и астероидами, которые мы наблюдаем каждый день, он движется с очень большой скоростью. Как только он достигает точки, находящейся ближе всего к Солнцу, он просто начинает снова движение в обратную сторону и больше не возвращается. Аналогичным образом не возвращаются и зонды «Вояджер». Чтобы они попали в гравитационное поле, они должны сбросить скорость, что происходит при близком взаимодействии с планетой-гигантом — в нашем случае это Юпитер. Концептуально это сродни гравитационному ускорителю, используемому часто космическим кораблем для увеличения скорости, — в нашем случае межзвездные объекты лишаются части своей кинетической энергии гигантской планетой, а в незначительном меньшинстве случаев они лишаются достаточного количества кинетической энергии, чтобы попасть в ее гравитационное поле.

- Сколько этих межзвездных объектов может быть в нашей Солнечной системе в любой заданный момент времени?

— По нашим оценкам, в Солнечной системе должно быть 100 тысяч маленьких астероидов, аналогичных Оумуамуа, и 100 комет, аналогичных комете Борисова. Если учитывать гораздо более консервативные подсчеты длительности выживания этих объектов в Солнечной системе (менее десяти миллионов лет), следует рассчитывать на 20 тысяч Оумуамуа и на 20 комет. Большинство этих объектов обладает крайне эксцентричными орбитами, период которых составляет несколько сотен тысяч лет, а это означает, что они проводят большую часть времени далеко-далеко за орбитой Плутона. Тем не менее, по нашим оценкам, 0,33% из них в любой момент времени должны находится в шести астрономических единицах (около 900 миллионов километров) от нас — достаточно типичный радиус для комет. Так что шансы увидеть один из них относительно невелики, но не невозможны.