Исследование математической модели предполагает наличие необычной области пространства, откуда объекты могут быть втянуты в орбиту Солнца, что гипотетически может привести к пересмотру границ Солнечной системы.
Млечный Путь содержит в 20 раз больше планет-изгоев, чем звезд - триллионы миров, скитающихся в полном одиночеств. Художественная иллюстрация планеты-изгоя. MasPix/Alamy
Воздействие гравитационных сил со стороны Солнца способно захватывать объекты, находящиеся на расстоянии до 3,8 световых лет, включая межзвездные кометы и даже планеты-изгои. Таким образом, наша Солнечная система может оказаться намного больше, чем считалось ранее.
Масштабы гравитационного воздействия нашей Звезды на галактику до конца на изучены, но, похоже, оно простирается по крайней мере до облака Оорта – сферической области из триллионов ледяных объектов, окружающих Солнце на расстоянии более 1 светового года. Внешнюю границу облака Оорта иногда называют гравитационной границей Солнечной системы.
Эдвард Белбруно из Университета Иешива в Нью-Йорке и Джеймс Грин, физик и бывший главный научный сотрудник НАСА, попытались выяснить, может ли наше Солнце улавливать еще более далекие объекты. Смоделировав нашу звезду и окружающее ее пространство, эксперты выяснили, что на расстоянии в 3,81 светового года существует область, где это возможно.
Их расчеты позволили определить места гравитационного равновесия, известные как точки Лагранжа, между Солнцем и центром галактики. Подобные точки существуют, например, в нашей Солнечной системе, где гравитационное притяжение Земли и Солнца уравновешено, и используются для удержания космических аппаратов, например, космического телескопа Джеймса Уэбба, в фиксированном положении.
Во внешней части Солнечной области есть две точки пересечения гравитационных сфер Солнца и Галактики, которые заставляют объекты переходить на необычную орбиту около нашего Солнца.
По словам Бельбруно, прибывающие объекты будут двигаться по эллиптическим орбитам, которые со временем проложат «неровный маршрут», похожий на множество Мандельброта - фрактальный узор с бесконечными симметричными завихрениями и очертаниями.
По сути, такие объекты навсегда останутся на этой орбите, если только они не будут выброшены другим гравитационным воздействием, например, близлежащим красным карликом - звездой Проксима Центавра, расположенной всего в 4,2 световых годах от нашего Солнца.
По словам Грина, этот регион интересен с научной точки зрения, поскольку может быть своего рода ловушкой для некоторых объектов, будь то планеты-изгои - миры, не связанные гравитацией со своей звездой и дрейфующие в космосе, - или межзвездные кометы и астероиды, например Oumuamua, который вошел в нашу Солнечную систему в 2017 году. «Мы должны наблюдать за точками Лагранжа нашего Солнца в поисках планет-изгоев, которые могут там пролететь», - говорит Грин, отмечая, что такие миры могут «нарушить все во внутренней части Солнечной системы», если их подтолкнуть в нашу сторону.
Расчет орбиты объекта, находящегося под гравитационным притяжением Солнца и центра галактики, является ярким примером задачи трех тел - астрономической загадки, которая вдохновила авторов научно-фантастической трилогии Цысинь Лю и ее недавней экранизации.
Саймон Портегис Цварт из Лейденского университета (Нидерланды) считает, что фрактальная форма орбит, представленная в докладе, — это «поистине революционная математическая работа. «Они определили, что орбиты в хаотических, ограниченных средах трех тел являются фрактальными», - говорит он. «Я никогда не видел этого раньше». Однако он не уверен в возможности захвата планет в этом регионе. «Раз она (модель солнца) не захватила звезду, то, скорее всего, не захватит и планету», - говорит он.
Тем не менее, Грин считает, что этот регион с целью поиска потенциальных объектов, следует изучить с помощью более мощных инструментов, например, обсерватории Веры Рубин, которая будет введена в эксплуатацию в Чили в следующем году. Если их существование будет доказано, то это позволит определить истинный предел гравитационного могущества нашего Солнца. «Тогда я бы с уверенностью сказал, что 3,81 светового года — это граница нашей Солнечной системы», - говорит Бельбруно.
