Гостья тьмы приходит не случайно: 3I/ATLAS вписывается в загадочный рисунок космического движения

Межзвёздные удары чаще приходятся на районы экватора — моделирование на arXiv

Редкие межзвёздные путешественники, подобные 3I/ATLAS, всё чаще становятся объектами научных споров. Их появление кажется случайным, но новое исследование указывает на скрытые закономерности их движения. Если подтвердится, это повлияет на наше понимание рисков для Земли. Об этом сообщает arXiv.

Происхождение межзвёздных объектов и интерес к ним

Интерес к межзвёздным объектам резко вырос после того, как два заметных гостя — Оумуамуа и комета 2I/Borisov — пересекли внутреннюю часть Солнечной системы. Появление третьего наблюдаемого ISO, 3I/ATLAS, усилило потребность понять, насколько часто подобные тела вторгаются в наше "космическое соседство". Учёные предполагают, что за 4,6 млрд лет через Солнечную систему прошли огромные массы подобных объектов. Вполне возможно, что некоторые из них даже сталкивались с Землёй, оставляя после себя следы в виде редких древних кратеров. Одним из таких примеров считается структура Вредефорта в Южной Африке, происхождение которой до сих пор вызывает дискуссии среди исследователей.

Хотя современная Солнечная система выглядит гораздо спокойнее, чем в эпоху своего формирования, межзвёздные объекты продолжают проникать в неё из глубин Галактики. Они движутся произвольно, не следуют установленным орбитам и потому могут представлять определённый риск. Вопрос не только в частоте их появления, но и в вероятности столкновения с Землёй, что и стало предметом анализа новой научной работы.

Наблюдательные данные пока слишком скудны, чтобы оценить общее количество ISO в Млечном Пути. Однако исследователи сосредоточились не на числах, а на распределениях — в каких направлениях чаще всего движутся потенциальные ударники и когда они с наибольшей вероятностью могут угрожать нашей планете.

Почему исследование сосредоточено на М-звёздах

Центральная идея работы — рассмотреть межзвёздные объекты, которые могли быть выброшены из систем красных карликов. М-звёзды — наиболее распространённый тип звёзд в Галактике, и логично предположить, что они поставляют значительную часть ISO. Несмотря на то, что выбор такой кинематики не является строго доказанным, моделирование с использованием параметров М-звёзд даёт полезную статистическую картину.

Исследователи создали синтетическую популяцию примерно из 10¹⁰ межзвёздных тел, что в итоге позволило выделить около 10⁴ гипотетических объектов, способных столкнуться с Землёй. Эта масштабная симуляция показала, что два направления особенно вероятны для появления подобных тел — солнечная вершина и галактическая плоскость.

Солнечная вершина — это направление, в котором движется Солнце через локальное пространство Галактики. Благодаря этому ISO чаще "догоняют" Солнечную систему именно с этой стороны. Аналогия проста: как встречные капли дождя чаще ударяют по лобовому стеклу автомобиля, движущегося вперёд.

Галактическая плоскость, где сосредоточено большинство звёзд, также становится основным источником межзвёздных тел. Плотность объектов в этой области повышает вероятность того, что выброшенные из чужих систем тела пересекут путь Земли.

Скорости, сезоны и география риска

Симуляции выявили любопытный парадокс. В среднем ISO, прибывающие со стороны солнечной вершины и галактической плоскости, обладают более высокими скоростями. Однако те, что способны реально столкнуться с Землёй, оказываются медленнее. Причина в том, что более медленные гиперболические тела легче захватываются гравитацией Солнца и переходят на траектории, пересекающие орбиту нашей планеты.

Дополнительную роль играют сезоны. Наибольшее количество быстро движущихся объектов фиксируется весной — в период, когда Земля летит навстречу солнечной вершине. Но более опасные ISO, наоборот, чаще появляются зимой, когда Земля находится на стороне антапекса — точки, противоположной направлению движения Солнца.

География потенциального риска тоже неоднородна. Наибольшему воздействию подвержены районы, близкие к экватору, поскольку вероятность столкновения там выше из-за геометрии орбиты Земли. Незначительное повышение риска приходится на северное полушарие — область, где проживает большинство населения планеты. Однако, как подчёркивают исследователи, абсолютные значения риска слишком малы, чтобы говорить о серьёзной опасности.

Сравнение: Межзвёздные объекты против обычных комет и астероидов

Сравнение межзвёздных объектов с привычными телами Солнечной системы помогает лучше понять их особенности.
ISO обладают рядом характерных черт:

Они движутся по гиперболическим траекториям, что отличает их от эллиптических орбит традиционных комет.
Они прибывают из произвольных направлений, тогда как орбиты большинства астероидов сосредоточены в плоскости эклиптики.
Скорости ISO заметно выше, что усложняет их обнаружение.
В отличие от "местных" тел, межзвёздные гости несут отпечаток других планетных систем, что делает их ценными для исследования.

Обычные кометы предсказуемее, лучше изучены и в большинстве случаев находятся под контролем наблюдательных сетей. ISO же появляются внезапно и уходят так быстро, что требуют более чувствительных инструментов наблюдения.

Значение будущих наблюдений

Работа исследователей подчёркивает: объективная оценка межзвёздных рисков возможна только на основе статистики, а не конкретных прогнозов. Они ещё раз напомнили, что подсчитать количество ISO нереально, но изучать направления их движения — вполне. Особое внимание в будущем привлечёт обсерватория Веры Рубин, чей проект Legacy Survey of Space and Time должен обнаруживать малозаметные и быстрые объекты. К моменту запуска LSST астрономы смогут сопоставить свои наблюдения с моделями и либо подтвердить, либо пересмотреть полученные выводы.

Мы только начинаем понимать, насколько разнообразен поток межзвёздных путешественников. Новые данные помогут определить, что представляет реальную опасность, а что остаётся просто частью движения Галактики.

Подписывайтесь на Moneytimes.Ru