Udseendet af Interstellar Objects (ISOS) ‘Oumuamua og Comet Borisov i henholdsvis 2017 og 2019 skabte en stigning i interesse. Hvad var de? Hvor kom de fra? Desværre holdt de sig ikke rundt og ville ikke samarbejde med vores bestræbelser på at studere dem detaljeret. Uanset hvad viste de os noget: Mælkevejsobjekter bevæger sig rundt i galaksen.
Vi ved ikke, hvor hverken ISO kom fra, men der skal være mere – langt mere. Hvor mange andre genstande fra vores stjernernes naboer kunne besøge vores solsystem?
Alpha Centauri (AC) stjernesystemet er vores nærmeste stjernernes nabo og består af tre stjerner: Alpha Centauri A og Alpha Centauri B, som er i et binært forhold, og Proxima Centauri, en svag rød dværg. Hele AC -systemet bevæger sig mod os, og det giver en fremragende mulighed for at studere, hvordan materiale kan bevæge sig mellem stjernesystemer.
Ny forskning, der skal offentliggøres i Planetary Science Journal Undersøger, hvor meget materiale fra AC, der kunne nå vores solsystem, og hvor meget der allerede er her. Det har titlen “En casestudie af interstellar materialelevering: Alpha Centauri.” Forfatterne er Cole Greg og Paul Wiegert fra Institut for Fysik og Astronomi og Institute for Earth and Space Exploration ved University of Western Ontario, Canada. Det er tilgængeligt på arxiv Preprint Server.
“Interstellært materiale er blevet opdaget i vores solsystem, men dens oprindelse og detaljer om dens transport er ukendt,” skriver forfatterne. “Her præsenterer vi Alpha Centauri som en casestudie af levering af interstellært materiale til vores solsystem.” AC er sandsynligvis vært for planeter og bevæger sig mod os med en hastighed på 22 km s-1eller ca. 79.000 km i timen. Om omkring 28.000 år vil det nå sit nærmeste punkt og være omkring 200.000 astronomiske enheder (AU) af solen. Ifølge Greg og Wiegert, materiale, der er udsat fra AC, kan og når os, og nogle er allerede her.
AC betragtes som et modent stjernesystem omkring 5 milliarder år gammelt, der er vært for planeter. Modne systemer forventes at skubbe mindre materiale ud, men da AC har tre stjerner og flere planeter, skubber det sandsynligvis ud en betydelig mængde materiale. “Selvom modne stjernesystemer sandsynligvis skubber mindre materiale ud end dem i deres planetdannende år, øger tilstedeværelsen af flere stjerner og planeter sandsynligheden for gravitationsspredning af medlemmer fra enhver rest planetesimale reservoirer, ligesom asteroider eller kometer i øjeblikket kastes ud fra vores Solsystem, “forfatterne skriver.
Vi ved, at makroobjekter som Borisov og ‘Oumuamua har nået vores solsystem, og vi ved også, at Interstellar Dust har nået vores system. Cassini -sonden opdagede nogle, og forskere rapporterede om det i 2003. Eksisterende modeller for materialeudkast fra stjernesystemer er delvis baseret på, hvad vi ved om vores solsystem, og hvordan det skubber materiale ud, og Greg og Wiegert baserede deres arbejde på disse modeller.
Forskningen viser, at der er potentielt store mængder materiale fra AC. Forfatterne skriver, at “det nuværende antal alfa centauri -partikler, der er større end 100 m i diameter inden for vores Oort -sky, er 106“Eller 1 million. Imidlertid er disse genstande ekstremt vanskelige at opdage. De fleste af dem er sandsynligvis i Oort -skyen, en lang afstand fra solen. Parret af forskere forklarer, at” den observerbare fraktion af sådanne genstande forbliver lav “og At der kun er en en-i-en-million chance for, at man er inden for 10 AU fra solen.
Forskerne kørte simuleringer for at bestemme, hvor meget materiale der kan nå os fra AC. Simuleringerne løb i 110 millioner år fra T = -100 MYR til T = 10 Myr. I løbet af dette tidsrum skubbede AC 1.090.000 partikler. De blev kastet ud i tilfældige retninger i forskellige hastigheder, og kun en lille mængde kom overalt i nærheden af solen. “Kun en lille brøkdel af AC -ejecta kommer inden for CA (tæt tilgang) afstand af solen. I alt havde 350 partikler en CA med solsystemet, ~ 0,03% af den samlede ejecta,” forklarer forfatterne.
Forskningen viser, at der er plausible veje til partikler fra AC for at nå vores solsystem. Hvor store kan de være?
Ifølge forfatterne er små partikler, der ville fremstå som meteorer i Jordens atmosfære, ikke nåede os. De udsættes for for mange kræfter på vej, inklusive magnetiske felter, træk fra det interstellære medium og ødelæggelse gennem sputtering eller kollisioner. “Små partikler, der rejser gennem det interstellære medium (ISM), er underlagt en række effekter, der ikke er modelleret her,” forklarer de.
De beregnet minimumsstørrelsen af partikler, der kunne gøre rejsen. “Vi ekstraherede de relevante parametre for hver af de 350 CA’er fra vores simulering og beregnet den mindste størrelse, der var nødvendig for et korn, der rejser langs denne bane for at overleve alle tre effekter,” skriver forfatterne. De fandt, at en partikel med en median på 3,30 mikrometer kan overleve rejsen.
“I denne størrelse og hastighed kan partiklen rejse 125 pc i ISM, før kornødelæggelse bliver relevant, 4200 pc til ISM -træk og kun 1,5 pc for magnetiske kræfter, og derfor er vores typiske partikler effektivt magnetisk begrænset,” forklarer forskerne . “Faktisk er alle vores partikler begrænset af magnetiske kræfter.” Forfatterne påpeger også, at disse små kornstørrelser ikke kan påvises af meteorradarinstrumenter som Zephyr Meteor Radar -netværket.
Disse resultater hæmmes af vores dårlige forståelse af vores solsystemets materielle udsprøjtningsgrad, som forskningen delvis er baseret på. “Desværre er udsprøjtningshastigheden af materiale fra Alpha Cen dårligt begrænset,” skriv Greg og Wiegert.
Men med det i tankerne viser forskningen, at noget materiale kan nå os og allerede er her. Det meste rejste for mindre end 10 Myr for at nå os, men det skal være større end ca. 10 mikron for at overleve rejsen. Det estimerer også, at ca. 10 partikler fra Alpha Centauri bliver påviselige meteorer i Jordens atmosfære i øjeblikket, hvor antallet stiger med en faktor på 10 i de næste 28.000 år.
Denne forskning præsenterer et konkret eksempel på, hvordan vores solsystem er alt andet end isoleret. Hvis materiale fra stjernesystemer kan bevæge sig frit til og fra hinanden, åbner det et andet vindue ind i planetformationsprocessen. Hvis AC er vært for eksoplaneter, kan noget af det materiale, der når os, være fra det samme reservoir af materiale, som de planeter dannet fra. Det kan være muligt at lære noget om disse planeter direkte uden at skulle overvinde den store afstand mellem os og Alpha Centauri.
“En grundig forståelse af de mekanismer, hvormed materiale kunne overføres fra Alpha Centauri til solsystemet ”Forfatterne konkluderer.