Interstelarni objekti (ISO) izazvali su veliku znatiželju od 2017. godine, kada je Oumuamua postao prvi potvrđeni ISO koji je prošao kroz Sunčev sistem. Comet 2i/Borisov slijedio je 2019. godine, označavajući samo dva poznata ISO-a koja su posjetila naše kozmičko susjedstvo.
Ipak, bezbroj ISO -a vjerojatno je prošlo kroz Sunčev sistem tokom historije, a očekuje se još puno takvih posjeta, posebno s napretkom u promatranjima, poput opservatorija Vera Rubin.
No što ako bi ISO ili usamljeni planet postao stalni član Sunčevog sistema? Takav događaj ovisi o faznom prostoru, matematičkom okviru koji opisuje dinamičke sisteme poput planetarnih orbita. ISO-ove putanje i interakcije unutar tog prostora mogu dovesti do njegovog privremenog ili trajnog hvatanja.
Razumijevanje faznog prostora i tačaka hvatanja ISO-a
Fazni prostor obuhvaća sve moguće orbitalne konfiguracije oko sunca, koristeći položaj i zamah kao koordinate. Unutar tog složenog okvira postoje dvije vrste tačaka za hvatanje.
Prve su slabe tačke hvatanja. One omogućuju predmetima da privremeno uđu u polustabilne orbite, često u blizini granica gravitacijskih polja.
Druge su trajne tačke hvatanja. Objekti zarobljeni ovdje ostaju gravitacijski vezani u nedogled, u stabilnim orbitama.
Trajno hvatanje događa se kada se kutni zamah i energija objekta precizno podudaraju s tim regijama. Suptilne promjene u faznom prostoru mogu pomaknuti predmete između slabog i trajnog hvatanja, s varijablama poput orbitalne ekscentričnosti i poluosovina tih prostora koje igraju značajne uloge.
Nova istraživanja o hvatanju ISO-a
Studija iz svemirske mehanike i dinamičke astronomije Edwarda Belbruna sa Univerziteta Yeshiva i Jamesa Greena iz firme Space Science Enduavors istražuje tu dinamiku. Njihovo istraživanje pod nazivom "Trajno hvatanje u Sunčev sistem", ulazi u teorijsku mehaniku faznog prostora i hvatanja ISO-a.
Autori objašnjavaju trajno hvatanje kao stalno hvatanje malog tijela prema suncu iz međuzvjezdanog prostora, koje se događa se kada to tijelo ne može pobjeći u međuzvjezdani prostor i ostaje zarobljeno u solarnom sistemu za sve buduće vrijeme, krećući se unutar tog prostora bez sudara sa Suncem.
Za razliku od prethodnih studija koje su se usredotočile na Jupiter kao treće tijelo u problemu s tri tijela, navedeno istraživanje razmatra plime sile galaksije, nudeći nove uvide. Te sile značajno utječu na strukturu faznog prostora, povećavajući potencijal za hvatanje ISO-a.
Usamljene planete i zvjezdani susreti
Usamljene planete obiluju u kozmičkom prostoru zbog ranih planetarnih raspršivanja i gravitacijskih interakcija.
Konačna arhitektura bilo kojeg Sunčevog sistema oblikovat će se raspršivanjem planeta te prelete zvjezdanih sistema zvijezda u formiranju, jer takvi bliski susreti mogu izvući planete i mala tijela iz sistema i stvoriti ono što zovemo usamljenim planetima, pišu autori studije. To sugerira da usamljeni planeti mogu nadmašiti broj zvijezda, iako autori istraživanja napominju kako je takva tvrdnja podosta kontroverzna.
Zvijezde u našoj blizini često prolaze blizu Sunčevog sistema, a šest takvih bliskih susreta predviđeno je u narednih 50.000 godina. Ti susreti mogli bi ukloniti predmete iz Oortovog oblaka ili olakšati hvatanje ISO-a kroz Sunčevu gravitacijsku regiju Hill, koja je dominantna gravitacijska regija za hvatanje ISO-a i koja se proteže 3,81 svjetlosne godine u smjeru galaktičkog centra ili suprotno od njega.
Budućnost otkrivanja ISO-a
Novo istraživanje pokazuje i da bi ISO-i ili usamljeni planeti mogli biti slabo uhvaćeni u Sunčev sistem, krećući se haotično, ali izbjegavajući sudare. Takvi upadi mogu uznemiriti planetarne orbite, pružajući vidljive tragove.
Opservatorij Vera Rubin može transformirati naše razumijevanje ISO-a, otkrivajući njihovu raspodjelu i potencijal kao dugoročnih stanovnika Sunčevog sistema. S naprednim istraživanjima, ideja da gostujući međuzvjezdani objekt postane stalni susjed postaje sve izglednija, piše Universe Today.
