發現來自太陽系外的彗星,有些本來就是從太陽系跑出去的

博科園 發佈 2020-01-20T18:12:10+00:00

通過仔細考慮它們的軌道元素,得出結論:1I/2017U1『Oumuamua和2i/2019Q4Borisov都最有可能來自星際,而不是從奧爾特雲散射而來。然而研究人員也發現,奧爾特雲天體可以被亞恆星甚至亞木星質量微擾器散射成像上述兩個已知例子一樣的雙曲線軌道。這突顯了需要更好地描

來自太陽系外的彗星,有些本來就是從太陽系跑出去的!日本國家天文台(NAOJ)的天文學家,分析了兩個永遠離開太陽系的天體路徑,並確定它們很可能也來自太陽系以外。這些結果提高了我們對外太陽系和更遠星際空間的理解。並不是所有彗星都沿著封閉的軌道繞太陽運行,有些在飛向星際空間之前高速穿越太陽系,再也不會回來。雖然計算這些彗星的去向很簡單,但確定它們來自哪裡就更難了。

有兩種可能的情況:在第一種情況下,彗星最初在遠離太陽的穩定軌道上,但與經過的天體引力相互作用將彗星拉出其軌道。然後,彗星落入內太陽系,在被拋出星際空間之前,可以在那裡觀察到它。在第二種情況下,一顆彗星起源於很遠的某個地方,可能是一個不同的行星系統,當它在星際空間飛行時,隨機地穿過太陽系一次,然後繼續前進。日本國家天文台的天文學家Arika Higuchi和Eiichiro Kokubo計算了在每種情況下通常預期的軌跡類型。

然後,研究小組計算與對兩個不同尋常的外出天體觀測進行了比較,這兩個天體分別是2017年發現的1i/『Oumuamua和2019年發現的2i/Borisov。研究發現,星際起源假設為這兩個天體的路徑提供了更好匹配。研究還表明,氣體巨型天體經過太陽系附近,有可能破壞長軌道彗星的穩定,並將它們置於類似於這兩個天體的軌道上。觀測還沒有發現任何可以與這兩個外出天體聯繫起來的氣態巨型天體。但需要對小型星際天體進行進一步的理論和觀測研究,以更好地確定這些天體的起源。

其研究結果發表在《皇家天文學會月刊》上。兩種不同的起源:星際空間和奧爾特雲的背景下,研究了雙曲軌道上的天體通過內太陽系的動力學性質。解析地推導出每個起源的偏心率e和近日點距離q的機率分布,並估計每單位時間產生的天體數量作為這些量的函數。通過比較來自兩個其源的數字,可以評估對於具有給定偏心和近日點距離的雙曲天體,哪個原點更有可能。研究發現,給定的雙曲天體起源於星際的可能性,隨著偏心率和近日點的減小而增加。

相反,雙曲物體被經過的恆星從奧爾特雲散射的可能性隨著偏心率的減小和近日點的增加而增加。通過仔細考慮它們的軌道元素,得出結論:1I/2017U1『Oumuamua(e≃1.2和Q≃0.26Au)和2i/2019Q4 Borisov(e≃3.3和Q≃2Au)都最有可能來自星際,而不是從奧爾特雲散射而來。然而研究人員也發現,奧爾特雲天體可以被亞恆星甚至亞木星質量微擾器散射成像上述兩個已知例子一樣的雙曲線軌道。這突顯了需要更好地描述自由漂浮的棕矮星和行星的低質量端特徵。

博科園|研究/來自:日本國家天文台

參考期刊《皇家天文學會月刊》

DOI: 10.1093/mnras/stz3153

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