На внешних границах солнечного пространства есть странная сфера массы.
Самая отдаленная область нашей Солнечной системы, Сфера темных ледяных обломков за Нептуном, слишком переполнена. Все это там, за пределами досягаемости древнего диска из газа и пыли, который сформировал планеты, не соответствует научным моделям того, как сформировалась Солнечная система. Теперь пара исследователей предложила новый взгляд на эту далекую тайну: у нашего Солнца есть давно потерянный близнец. И две звезды провели свое детство, собирая пролетающие мимо обломки из межзвездного пространства, заполняя внешние пределы Солнечной системы.
Мы не можем видеть этого близнеца. Где бы он ни был — если он вообще существовал — он оторвался от своей орбиты вместе с нашим Солнцем много веков назад. С тех пор эти две звезды обошли Млечный Путь более дюжины раз и, возможно, оказались в совершенно разных областях космоса. Но запись о влиянии этого потерянного близнеца на нашу Солнечную систему может остаться в нашем облаке Оорта-таинственном соседстве комет и космических камней на внешних границах влияния нашего Солнца.
Облако Оорта-странное место. В отличие от планет и астероидов внутренней Солнечной системы, которые лежат на одном плоском диске вокруг Солнца, он образует полую сферу мусора, окружающую Солнечную систему во всех направлениях. По сравнению с внутренними планетами, эти далекие дрейфующие планеты испытывают очень мало солнечной гравитации, и их легко можно было бы столкнуть с орбит в межзвездное пространство. Самые отдаленные объекты в этой сфере вообще едва связаны с нашим Солнцем, дрейфуя в 100 000 раз дальше от Солнца, чем Земля.
"Это на самом деле на полпути к ближайшей звезде, Альфе Центавра",-сказал соавтор исследования Ави Леб, гарвардский астрофизик. -Если у Альфы Центавра тоже есть облако Оорта, если у всех звезд есть облака Оорта, то все они соприкасаются друг с другом, как бильярдные шары, и пространство заполнено ими."
Наше облако Оорта менее заполнено крупными объектами, чем внутренняя Солнечная система. Пролетите через него на космическом корабле, и вы вряд ли встретите что-нибудь вообще. Но в нем все еще хранится гораздо больше вещей, чем должно быть, сказал Лоэб. Вероятно, около 100 миллиардов отдельных объектов, в основном куски камня и льда, находятся в облаке. Мы не можем видеть их непосредственно, но есть много свидетельств для них: кометы, которые ныряют во внутреннюю Солнечную систему из облака Оорта через равные промежутки времени.
В облаке Оорта есть кое-какие свидетельства существования еще более крупных объектов. Вот уже несколько лет ученые, изучающие известные объекты за пределами скопления Нептуна, предполагают, что там может быть неизвестная планета, которая втягивает их в формирование. Эта планета 9 была бы в 10 раз тяжелее Земли, хотя ее еще предстоит увидеть. Вся эта масса далеко за пределами Нептуна создает проблемы для астрономов, сказал Леб. Как и то, что облако Оорта образует сферу, когда все планеты и астероиды во внутренней Солнечной системе, по-видимому, образовались из одного плоского диска пыли и газа.
- Вопрос в том, как она возникла?- Лоэб сказал "Живой науке". - Популярная точка зрения состоит в том, что, возможно, они были рассеяны от диска, который создал планеты."
В облаке есть некоторые объекты, которые явно пришли из внутренней Солнечной системы, сказал Леб. Но крупные объекты в этом толстом "рассеянном диске" составляют лишь часть — около 1/50 — от общего числа крупных объектов, вращающихся за пределами Нептуна. И моделирование образования облака Оорта, в котором есть все объекты, поступающие из внутренней Солнечной системы, предполагает, что оно должно иметь где-то между одной третью и одной десятой числа крупных объектов, которые оно, по-видимому, содержит.
-Вы не можете легко объяснить большое количество объектов облака Оорта таким образом, - сказал Лоэб.
И если вы предполагаете, что там вращается большая планета, переполненное облако Оорта становится еще более трудным для объяснения.
В этом случае вместе со своим постоянным коллегой, студентом Гарварда Амиром Сираджем, Леб предположил, что Солнце, возможно, работало вместе с потерянным близнецом, чтобы захватить пролетающие объекты из глубокого космоса.
Астрономы уже согласны с тем, что Солнце, как и большинство звезд, вероятно, образовалось в плотном скоплении со многими другими звездами в галактическом кармане пыли и газа. Этот звездный питомник, вероятно, был полон странных объектов-межзвездных комет и, возможно, более тяжелых вещей, таких как планеты. Но сама по себе гравитация Солнца, вероятно, не была достаточно сильной, чтобы притянуть так много этих объектов на орбиту Оорта.
Но что, если солнце и другая звезда вращаются вокруг друг друга? Бросьте этот бинарный компаньон в смесь, и расчет изменится. Если предположить, что эти две звезды были примерно одинакового размера и вращались друг вокруг друга на расстоянии, в 1000 раз превышающем расстояние между Землей и солнцем (около 1,5% светового года), их коллективная гравитация могла бы выхватить кусочки камня и льда из межзвездной среды. К тому времени, когда солнце и его близнец разойдутся — их орбиты, вероятно, будут разорваны близким столкновением с третьей звездой, — каждый из них будет окутан облаком Оорта, намного более плотным, чем то, что солнце и его близнец захватили бы самостоятельно.
- В этой теории есть несколько приятных моментов, - сказал Лоэб. Он четко объясняет не только количество объектов в облаке Оорта, но и его форму. Объекты, случайно выхваченные из глубокого космоса, образовали бы вокруг солнца сферу, как мы видим, а не диск.
- Самое прекрасное, что мы можем это проверить, - сказал он.
Если Леб и Сирадж правы, то астрономы, вероятно, недооценили количество действительно огромных объектов в облаке Оорта. С двойным спутником солнце должно было захватить не только все еще гипотетическую планету 9 из ее родного скопления, но и множество карликовых планет — объектов, таких как Церера и Плутон из внутренней Солнечной системы, — которые все еще вращались бы в этой далекой части космоса.
Сейчас нет никаких доказательств существования этих карликовых планет. Но тусклое и далекое облако Оорта все еще настолько плохо изучено, что их отсутствие в данных неудивительно, сказал Леб.
А большой синоптический обзорный телескоп (LSST), который должен быть завершен в Чили в 2021 году, будет сканировать небо с беспрецедентной детализацией именно для таких тусклых, далеких объектов, сказал Леб. Если первое длительное сканирование космоса LSST покажет Планету 9 и большое население дополнительных карликовых планет в облаке Оорта, это будет сильно указывать на то, что у нашей Солнечной системы когда-то был Близнец, сказал он.
Где бы ни оказался этот звездный близнец, если он вообще существовал, мы никогда его больше не найдем, сказал Лоэб. Все в Млечном Пути было перемешано слишком много раз с момента распада первоначального скопления рождения нашего Солнца, 4,5 миллиарда лет назад. Но мы можем себе представить, как это выглядело бы: не второе солнце, потому что даже когда звезды были близнецами, они все еще были далеки друг от друга. Вместо этого она могла бы показаться слишком яркой планетой, очень медленно движущейся по небу.