A tudósok új bizonyítékot találtak arra, hogy évmilliárdokkal ezelőtt elhaladt egy csillag a Naprendszer közelében, és emiatt több ezer Neptunuszon túli kis égitestnek változott meg a Nap körüli pályájának alakja és hajlása, sőt, az is lehetséges, hogy némelyiket holdként fogta be a Szaturnusz, vagy a Neptunusz.

Az új felfedezés a Leideni Egyetemen született, és két igen nívós szaklapban, a Nature Astronomy-ban és a The Astrophysical Journal Letters-ben jelent meg.

A legtöbben, amikor a Naprendszerre gondolnak, úgy hiszik, hogy a Napról, és a körülötte keringő nagybolygókról beszélünk csupán, és ilyen módon a rendszer külső határa a Neptunusznál húzódik. A csillagászok azonban már viszonylag régóta tudják, hogy több százezer kisebb égitest kering a Neptunusz pályáján túl is. Sőt, a sejtések szerint közülük akár több tízezer objektum átmérője meghaladhatja a 100 métert. Ami a legfurcsább és legmeglepőbb ezekkel a Neptunuszon túli égitestekkel kapcsolatban, az az, hogy pályájuk rendkívül elnyúlt (szakszóval excentrikus), pályahajlásuk (inklinációjuk) pedig jócskán eltér attól a síktól, amelyen a nagybolygók keringenek a Nap körül.

A Leideni Egyetem kutatócsoportja több mint 3000 számítógépes szimuláció futtatásával vizsgálta, hogy vajon mi okozhatja a Neptunuszon túli égitestek szokatlan pályáját, és arra a következtetésre jutott, hogy a Naprendszer fejlődésének korai szakaszában elhaladhatott egy másik csillag a Nap közelében, és ez megváltoztatta a Nap körül keringő égitestek pályáját. Az erre alapuló modellek meglepő módon képesek a Naprendszer legtávolabbi égitestjének, a 2003-ban felfedezett Sednának, illetve a nagybolygók keringési síkjára csaknem merőlegesen keringő kis égitesteknek a pályáját is reprodukálni. Egy másik csillag elhaladásával megmagyarázható az is, hogy a 2008 KV42, és a 2011 KT19 nevű kis égitestek miért keringenek a többi bolygóval ellentétes irányban a Nap körül.

Szimuláció a Nap közelében elhaladó csillagról, és annak a Naprendszerre tett hatásairól. (Forrás: Nature Astronomy (2024). DOI: 10.1038/s41550-024-02349-x.)

A számítások azt is megmutatták, hogy a közelünkben évmilliárdokkal ezelőtt elhaladó csillag a Napunkhoz hasonló tömegű lehetett (0,8 naptömeg), és összesen 16,5 milliárd km-es távolságban vonult el a Nap mellett. Ez a távolság a Föld-Nap távolságnak körülbelül a 110-szerese, a Nap-Neptunusz távolságnak pedig kevesebb mint a negyede.

Még ennél is meglepőbb, hogy a szimulációk szerint a csillag elhaladása nemcsak a Neptunuszon túli világra volt hatással, hanem a Jupiter, a Szaturnusz, az Uránusz és a Neptunusz környezetére is, mégpedig oly módon, hogy néhány kis égitest pályája közelebb került a Naprendszer külső nagybolygóihoz. Ilyen módon ezek a kis égitestek holdak formájában befogódhattak ezen bolygók köré. Ezzel a folyamattal magyarázható az is, hogy a külső bolygók körül keringő holdakat miért sorolhatjuk két jól elkülönülő típusba.

Az egyik csoportba az úgynevezett reguláris holdak tartoznak, amelyek a bolygójukhoz közel, körszerű pályán keringenek, míg a másik csoport tagjai, az irreguláris holdak a bolygótól nagyobb távolságban keringenek, nagyobb pályahajlású, elliptikusabb pályán. Mindmáig nem tudtunk rájönni a két csoport közötti különbség okára, most azonban sikerült lerántani a leplet a rejtélyről. A kutatást vezető Pfalzner szerint az általuk kialakított modell szépsége az egyszerűségben rejlik: egy adott jelenséggel képes választ adni több, egymástól látszólag független kérdésre a Naprendszerünket illetően.

A cikk forrása: https://phys.org/news/2024-09-solution-cosmic-mystery-eccentric-orbits.html