Một ngôi sao bay cách đây 3 triệu năm có thể giúp hiểu được hình dạng của hệ mặt trời của chúng ta

Các khía cạnh khác thường của hệ mặt trời của chúng ta - bao gồm sự hiện diện của một hành tinh 9 có thể ở xa Mặt trời - có thể là kết quả của cách tiếp cận gần gũi của một ngôi sao khác trong thời kỳ sơ khai.

Các khía cạnh khác của hệ mặt trời - chẳng hạn như một đám mây sao chổi bao phủ và quỹ đạo kỳ lạ của các hành tinh lùn - cũng có thể là kết quả của sự tương tác chặt chẽ ném mọi thứ của người trượt tuyết.

Câu hỏi là; những con ruồi sao như vậy có khả năng đánh gục các hành tinh, sao chổi và tiểu hành tinh cũng như thay đổi toàn bộ hệ thống hành tinh?

Ngôi sao nhị phân HD 106906 chứa một đĩa bụi không đối xứng bí ẩn và một ngoại hành tinh khổng lồ HD 106906 b nằm rất xa cả nhị phân và đĩa. Những con ruồi sát sao của các ngôi sao khác có thể gây nhiễu loạn hành tinh và các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng hai ngôi sao sáng ở phía trên bên phải đã vượt qua gần HD 106906 khoảng 3 năm trước. (Paul Kalas, UC Berkeley)

Các nhà thiên văn học của Đại học UC Berkeley và Đại học Stanford nghĩ rằng họ đã tìm thấy bằng chứng về câu trả lời cho câu hỏi này trong một hệ thống nhị phân xa xôi mà họ thảo luận trong một bài báo mới được công bố trên Tạp chí Thiên văn.

Trong hệ thống được đề cập - HD 106906 nằm cách Trái đất khoảng 300 năm ánh sáng theo hướng của chòm sao Crux - một hành tinh quay quanh một ngôi sao nhị phân trẻ có thể đã bị nhiễu loạn bởi một cặp sao khác trượt quá gần hệ thống từ 2 đến 3 hàng triệu năm trước, ngay sau khi hành tinh hình thành từ một đĩa bụi và khí xoáy.

Nếu được xác nhận, những người ủng hộ lập luận rằng các ngôi sao gần gũi sẽ giúp điêu khắc các hệ hành tinh và có thể xác định liệu chúng có chứa các hành tinh có quỹ đạo ổn định hay không.

Paul Kalas, giáo sư thiên văn học của UC Berkeley, nói: Một trong những bí ẩn phát sinh từ nghiên cứu về ngoại hành tinh là chúng ta thấy các hệ thống trong đó các hành tinh bị lệch, mặc dù chúng được sinh ra trong một đĩa tròn, phẳng.

Có thể một cơn sóng thần vũ trụ tấn công các hệ thống này và sắp xếp lại mọi thứ về chúng, nhưng chúng tôi không có bằng chứng. Bài viết của chúng tôi đưa ra bằng chứng quan sát hiếm hoi về một trong những con ruồi này ảnh hưởng nhẹ đến một trong những hệ hành tinh trong thiên hà.

Các nhà thiên văn học đã tìm kiếm một ngôi sao bay trong quá khứ của hệ mặt trời của chúng ta, nhưng vì điều đó có thể xảy ra cách đây 4,6 tỷ năm, nên hầu hết các bằng chứng đều bị lạnh. Hệ sao mà các nhà thiên văn học nghiên cứu, chỉ được xác định bằng số HD 106906 và nằm cách Trái đất khoảng 300 năm ánh sáng theo hướng của chòm sao Crux, còn rất trẻ, chỉ khoảng 15 triệu năm.

Các ngôi sao đi qua có thể đã ảnh hưởng đến hệ mặt trời non trẻ của chúng ta, chiếm quỹ đạo xa xôi của sao chổi trong đám mây Oort, các vật thể Vành đai Kuiper như Sedna và Hành tinh Chín. Một nghiên cứu mới được công bố bởi các nhà thiên văn học Robert De Rosa và Paul Kalas cho thấy việc phát hiện ra hai ngôi sao bay theo ngôi sao nhị phân HD 106906, có thể giải thích tại sao hành tinh khí khổng lồ xa xôi HD 106906 b vẫn ở trong quỹ đạo ổn định thay vì trở thành vật thể liên sao như vậy như 'Oumuamua (Paul Kalas, UC Berkeley)

Stellar fly-by, ngôi sao lừa đảo và các hành tinh du mục

Kalas - người nghiên cứu các hệ hành tinh trẻ, mới thành lập để cố gắng hiểu những gì đã xảy ra trong những năm đầu tiên của hệ mặt trời của chúng ta - lần đầu tiên tập trung vào HD 106906 vào năm 2015 sau khi nó được phát hiện có một hành tinh lớn trong quỹ đạo cực kỳ bất thường.

Hành tinh có tên là HD 106906 b, có khối lượng gấp khoảng 11 lần Sao Mộc và nó quay quanh HD 106906 - gần đây được tiết lộ là một ngôi sao nhị phân - trong quỹ đạo rộng hơn 738 lần so với Trái đất và nghiêng khoảng 21 độ so với mặt phẳng của đĩa chứa tất cả các vật liệu khác xung quanh ngôi sao.

Kalas đã sử dụng cả Máy ảnh hành tinh Gemini trên Kính viễn vọng Gemini ở Andes Chile và Kính viễn vọng Không gian Hubble để quan sát kỹ hơn về HD 106906 và phát hiện ra rằng ngôi sao cũng có vành đai sao chổi bị lệch. Quỹ đạo kỳ lạ của hành tinh và thực tế là đĩa bụi không đối xứng cho thấy có gì đó đã phá vỡ hệ thống trẻ.

Máy ảnh hành tinh Gemini trên kính viễn vọng Gemini South. Trong ảnh, GPI bao gồm ba thành phần giống như hộp được gắn vào kính viễn vọng và treo gần sàn quan sát nhất. Các thành phần giống như hộp khác trên kính viễn vọng là các dụng cụ khác. (Đài thiên văn Manuel Paredes / Gemini / AURA)

Kalas và các đồng nghiệp của ông - bao gồm Robert De Rosa, một cựu postdoc của UC Berkeley hiện đang là nhà khoa học nghiên cứu tại Viện Vật lý thiên văn và Vũ trụ học hạt Kavli của Stanford - đã đề xuất rằng hành tinh này đã bị đá ra khỏi hệ mặt trời bởi sự tương tác với một người khác hành tinh -unseen trong hệ thống hoặc bởi một ngôi sao đi qua.

Kalas và De Rosa giờ tin rằng cả hai đã xảy ra: Hành tinh bị đá vào quỹ đạo lệch tâm khi nó đến gần ngôi sao nhị phân trung tâm, một kịch bản được đề xuất vào năm 2017 bởi nhà lý thuyết Laetitia Rodet và cộng tác viên của cô từ Đài thiên văn Grenoble ở Pháp.

Những cú đá hấp dẫn lặp đi lặp lại từ nhị phân sẽ nhanh chóng đẩy hành tinh vào không gian giữa các vì sao, nhưng những ngôi sao đi qua đã giải cứu hành tinh bằng cách đưa quỹ đạo của nó đến khoảng cách an toàn hơn so với nhị phân.

Đài quan sát vũ trụ Gaia đã cung cấp cho họ dữ liệu họ cần để kiểm tra giả thuyết của họ. Gaia, được Cơ quan Vũ trụ châu Âu ra mắt năm 2012, thu thập các phép đo chính xác về khoảng cách, vị trí và chuyển động của 1,3 tỷ ngôi sao trong Dải ngân hà, một danh mục lớn hơn 10.000 lần so với người tiền nhiệm của Gaia, Hipparcos.

Kalas và De Rosa đã thu thập thông tin Gaia về 461 ngôi sao trong cùng cụm với HD 106906 và tính toán vị trí của chúng ngược thời gian đảo ngược đồng hồ vũ trụ, vì vậy để nói chuyện và phát hiện ra rằng một hệ sao nhị phân khác có thể đã tiếp cận đủ gần 3 triệu năm trước để thay đổi hệ thống hành tinh.

Một nghệ sĩ tái hiện kính viễn vọng không gian Gaia (ESA)

Kalas nói: Những gì chúng tôi đã làm ở đây thực sự là tìm thấy những ngôi sao có thể mang lại cho HD 106906 b cú đá hấp dẫn bổ sung, cú đá thứ hai để nó tồn tại lâu dài, giống như một hành tinh giả định Nine sẽ có trong hệ mặt trời của chúng ta. Giáo dục

Họ cũng phát hiện ra rằng ngôi sao nhị phân đi vào quỹ đạo nằm trong khoảng 5 độ của đĩa hệ thống, khiến cho nhiều khả năng cuộc chạm trán có tác động mạnh mẽ và lâu dài đến HD 106906.

Những cú đá đôi như vậy có thể rất quan trọng để ổn định các hành tinh, tiểu hành tinh và sao chổi quanh các ngôi sao. Như Kalas giải thích: Sau đó, nghiên cứu hệ thống hành tinh HD 106906 giống như quay ngược thời gian để xem đám mây sao chổi Oort hình thành xung quanh ngôi sao trẻ của chúng ta.

Các hành tinh khổng lồ của chúng ta hấp dẫn đá vô số sao chổi ra ngoài khoảng cách lớn. Nhiều người đã bị đẩy ra hoàn toàn, trở thành những vật thể liên sao như Oumuamua, nhưng những người khác bị ảnh hưởng bởi những ngôi sao đi qua. Cú đá thứ hai của một con ruồi sao có thể tách rời quỹ đạo của sao chổi khỏi bất kỳ cuộc chạm trán nào khác với các hành tinh, cứu nó khỏi viễn cảnh phóng ra. Chuỗi sự kiện này đã bảo tồn vật liệu hệ mặt trời nguyên thủy nhất trong một vùng đóng băng sâu cách xa mặt trời hàng tỷ năm.

Kalas - người hy vọng rằng các quan sát trong tương lai, chẳng hạn như một danh mục cập nhật về các phép đo Gaia, sẽ làm rõ tầm quan trọng của sự bay bổng trên HD 106906 - nói: Kiếm Chúng tôi bắt đầu với 461 nghi phạm và phát hiện ra hai kẻ đang ở hiện trường vụ án.

Vai trò chính xác của họ sẽ được tiết lộ khi chúng tôi thu thập thêm bằng chứng.

Nghiên cứu ban đầu: https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-3881/ab0109/meta

Bình luận

Được xuất bản lần đầu tại sciscomedia.co.uk vào ngày 1 tháng 3 năm 2019.