Известно всего два межзвездных объекта (ISO), захваченных тяготением нашего светила и оставшихся в Солнечной системе: это открытый в 2017 году астероид 1I/Оумуамуа и комета 2I/Борисова, обнаруженная в 2019-м.
На самом деле этих попавших в ловушку ISO, скорее всего, гораздо больше — и возможно, среди них есть и более крупные объекты вроде планет-изгоев. Новое исследование в Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy моделирует возможные сценарии такого захвата.
Интерес далеко не праздный: Борисов и Оумуамуа — маленькие объекты, а крупное небесное тело, попав в сбалансированную и устоявшуюся Солнечную систему, может спровоцировать орбитальный хаос и повлиять на жизнь на Земле, хотя это и маловероятно.
Состояние Солнечной системы математически описывается как основанное на гамильтоновой механике фазовое пространство. Это такой многомерный ландшафт, в котором два вида точек захвата ISO — слабые и постоянные.
Попав в слабую точку, объект извне может быть временно втянут в полустабильную орбиту — подобно тому, как это произошло со «второй луной» 2024 PT5. При прохождении постоянной точки захвата космический гость выходит на постоянную орбиту — и навсегда на ней остается, двигаясь без столкновений с Солнцем. Есть еще и третий вариант — постоянный слабый захват, когда объект остается в Солнечной системе, но не выходит на стабильную орбиту.
Судьба межзвездных странников зависит не только от точки входа, но и от параметров этих пришельцев, и от многих других факторов, включая сочетание приливных воздействий Солнца и Галактики.
По мнению авторов работы (на котором они, впрочем, не настаивают), в результате сближений звездных систем на ранних стадиях их формирования могло образоваться много блуждающих планет — больше, чем звезд в наших окрестностях.
Ученые подсчитали, что в радиусе шести парсеков вокруг Солнца более 130 звезд, у многих из них есть планеты. Одна из этих звезд оказывается поблизости в среднем около двух раз за миллион лет. «Однако ожидается, что шесть звезд пройдут близко в течение следующих 50 000 лет», — говорится в статье.
Такие встречи могут затолкнуть внутрь Солнечной системы объекты из облака Оорта. А планеты-изгои могут быть захвачены, попав в окна в сфере Хилла (пространство, где солнечная гравитация доминирует), простирающейся до 3,81 светового года от Солнца в направлении центра Галактики.
Обнаружена планета размером с Землю, дрейфующая по галактике