У Солнца может быть давно потерянный близнец

На краю солнечного пространства есть странная сфера массы.

Самая удаленная 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 образования Солнечной системы. Теперь пара исследователей предложила новый взгляд на эту далекую тайну: у нашего Солнца есть давно потерянный близнец. И две звезды провели свое «детство», собирая проходящие обломки из межзвездного пространства, заполняя внешние пределы Солнечной системы.

Мы не можем видеть этого близнеца. Где бы он ни был – и если он когда-либо существовал – он оторвался от своей орбиты вместе с нашим Солнцем эоны лет назад. С тех пор две звезды облетели бы Млечный Путь более дюжины раз и, возможно, оказались бы в совершенно разных регионах космоса. Но запись о влиянии этого потерянного близнеца на нашу Солнечную систему может остаться в нашем облаке Оорта – таинственном районе комет и космических скал на внешних границах влияния нашего Солнца.

Фото: https://avatars.mds.yandex.net/

Облако Оорта – странное место. В отличие от планет и астероидов внутренней Солнечной системы, которые лежат на едином плоском диске вокруг Солнца, он образует полую сферу из обломков, окружающих Солнечную систему во всех направлениях. По сравнению с внутренними планетами, эти далекие дрифтеры испытывают очень слабую гравитацию Солнца и могут быть легко вытолкнуты со своих орбит в межзвездное пространство. Самые далекие объекты в этой сфере практически не связаны с нашим Солнцем, дрейфуя в 100 000 раз дальше от Солнца, чем Земля.

«На самом деле это половина пути к ближайшей звезде, Альфе Центавра, – говорит соавтор исследования Ави Лоеб, астрофизик из Гарварда. – Если у Альфы Центавра также есть облако Оорта, если все звезды имеют облака Оорта, тогда все они касаются друг друга, как бильярдные шары, и ими заполняется пространство».

Наше облако Оорта менее заполнено крупными объектами, чем внутренняя часть Солнечной системы. Пролетите через него на космическом корабле, и вы вряд ли вообще что-нибудь встретите. Но, по словам Лоеба, он по-прежнему содержит гораздо больше материалов, чем должен. Вероятно, около 100 миллиардов отдельных объектов, в основном кусков камня и льда, находятся в облаке. Мы не можем увидеть их напрямую, но есть много свидетельств в пользу них: кометы, которые через регулярные промежутки времени погружаются во внутреннюю часть Солнечной системы из облака Оорта.

Фото: https://prokocmoc.ru/

В облаке Оорта есть свидетельства еще более значительных вещей. Вот уже несколько лет ученые, изучающие известные объекты за пределами скопления Нептуна, предполагают, что там может быть неизвестная планета, которая тянет их к формированию. Эта Планета 9 будет в 10 раз тяжелее Земли, хотя ее еще предстоит увидеть. По словам Лоеба, вся эта масса далеко за пределами Нептуна создает проблемы для астрономов. То же самое и с тем фактом, что облако Оорта образует сферу, в то время как все планеты и астероиды во внутренней солнечной системе, кажется, образовались из одного плоского диска пыли и газа.

«Вопрос в том, как он появился? Популярное мнение состоит в том, что, возможно, они были разбросаны по диску, из которого образовались планеты, – говорит Лоеб. – В облаке есть некоторые объекты, явно пришедшие из внутренней части Солнечной системы. Но крупные объекты в этом толстом «рассеянном диске» составляют лишь часть – примерно 1/50 – от общего числа крупных объектов, вращающихся вокруг Нептуна. И моделирование образования облака Оорта, в котором все объекты исходят из внутренней части Солнечной системы, предполагает, что в нем должно быть от одной трети до одной десятой количества крупных объектов, которые оно, кажется, удерживает. Мы не можем легко объяснить таким образом большое количество объектов облака Оорта».

Если предположить, что вокруг вращается большая планета, то переполненное облако Оорта станет еще труднее объяснить. В этом случае вместе со своим постоянным сотрудником, студентом Гарвардского университета Амиром Сираджем, Лоеб предположил, что Солнце могло работать вместе с потерянным близнецом, чтобы захватывать проходящие объекты из глубокого космоса. Теория такова: астрономы уже согласны с тем, что Солнце, как и большинство звезд, вероятно, образовалось в тесном скоплении со многими другими звездами в галактическом кармане из пыли и газа. Этот звездный питомник, вероятно, был полон чужеродных объектов – межзвездных комет и, возможно, более тяжелых предметов, таких как планеты. Но сама по себе гравитация Солнца, вероятно, была недостаточно сильной, чтобы вывести такое количество этих объектов на орбиты Оорта.

Фото: https://w-dog.ru/

Но что, если Солнце и другая звезда вращаются вокруг друг друга? Добавьте сюда этого двоичного компаньона, и расчет изменится. Если предположить, что две звезды были примерно одинакового размера и вращались вокруг друг друга на расстоянии в 1000 раз больше расстояния между Землей и Солнцем (около 1,5% светового года), их коллективная гравитация могла зацепить кусочки камня и льда из межзвездной среды. К тому времени, когда Солнце и его близнец разошлись – их орбиты, вероятно, были нарушены близким столкновением с третьей звездой – каждое из них было бы окутано облаком Оорта, намного более толстым, чем то, что Солнце и его близнец захватили бы сами по себе.

«В этой теории есть несколько приятных моментов, – рассказывает Лоеб. – Он четко объясняет не только количество объектов в облаке Оорта, но и его форму. Объекты, случайно пойманные из глубокого космоса, образовали бы сферу вокруг Солнца, как мы видим, а не диск. Самое прекрасное, что мы можем это проверить».

Если Лоеб и Сирадж правы, то астрономы, вероятно, недооценили количество действительно огромных объектов в облаке Оорта. С двойным компаньоном Солнце должно было захватить не только все еще гипотетическую Планету 9 из своего скопления рождения, но и множество карликовых планет – таких объектов, как Церера и Плутон из внутренней части Солнечной системы – которые все еще будут вращаться по орбите в этой далекой части пространства. Правда, прямо сейчас нет никаких доказательств существования этих карликовых планет. Но тусклое и далекое облако Оорта до сих пор так плохо изучено, что их отсутствие в данных неудивительно.

Фото: http://2.bp.blogspot.com/

По словам Лоеба, Большой синоптический обзорный телескоп (LSST), строительство которого должно быть завершен в Чили в 2021 году, будет сканировать небо с беспрецедентной детализацией именно таких тусклых и далеких объектов. По его словам, если первое долгое сканирование космоса с помощью LSST обнаружит Планету 9 и большое количество дополнительных карликовых планет в облаке Оорта, это убедительно свидетельствует о том, что у нашей Солнечной системы когда-то был близнец.

«Где бы ни оказался этот звездный двойник, если он существовал, мы больше никогда его не найдем. Все в Млечном Пути слишком много раз перемешивалось с момента распада первоначального скопления рождения нашего Солнца 4,5 миллиарда лет назад. Но мы можем представить, как это выглядело бы: не второе Солнце, потому что даже когда звезды были двойниками, они все еще были далеки друг от друга. Вместо этого это могло показаться слишком яркой планетой, очень медленно движущейся по небу».