Орбита девятой планеты нашей системы указала на то, что это небесное тело с высокой вероятностью не образовалось на месте, а было захвачено гравитацией Солнца из межзвёздного пространства.
Учёные из Университета штата Нью-Мексико (США) провели 156 серий моделирования того, могла ли бродячая планета из другой системы закрепиться на орбите, которую сейчас занимает загадочная девятая планета.
Расчёты показали, что это довольно вероятный сценарий, способный объяснить, что столь крупное тело делает в 100 миллиардах километров от Солнца, где оно явно не могло образоваться.
Соответствующий доклад был представлен на заседании Американского астрономического общества.
Сразу после того, как Батыгин и Браун в 2016 году выяснили, что на тела пояса Койпера влияет какая-то массивная планета, удалённая от Солнца примерно на 100 миллиардов километров, это подняло вопрос о её происхождении.
Из наблюдений за другими системами астрономы знают, что размер протопланетного диска даже у самых массивных звёзд не достигает 100 миллиардов километров. Значит, планета не могла сформироваться так далеко от светила.
В теории её могло “вышвырнуть” из более близких к Солнцу частей системы.
По современным представлениям, в прошлом в нашей планетарной системе случилось нечто подобное: одна или даже две крупные планеты были выкинуты из неё во время миграций Юпитера. Однако тогда у девятой планеты должна быть весьма специфическая и сильно вытянутая орбита.
Чтобы понять, откуда взялось необычное тело, исследователи решили выяснить, не является ли оно бродячей планетой. Так называют объекты, которые в ходе миграций по своей родной системе были выброшены из неё вовне.
Они дрейфуют в космическом пространстве очень долго, если только не встретят другую звезду, которая смогла бы захватить их своей гравитацией.
Для прояснения вопроса авторы работы провели моделирование того, что будет с бродячей планетой массой примерно в 10 земных, если она пройдёт рядом с Солнечной системой на расстоянии в сотни астрономических единиц (близко к тому, которое сейчас отделяет девятую планету от Солнца).
Оказалось, что в 60 процентах случаев бродяга не сможет “встроиться” в систему и просто пролетит мимо. Что интересно, в ряде случаев она способна “похитить” одну из небольших планет Солнечной системы.
Однако в остальных 40 процентах случаев гравитация нашей системы захватит бродячее тело, и оно останется внутри и будет устойчиво занимать орбиту, близкую к круговой.
Сегодня Солнце в окружающей его межзвёздной среде вряд ли может захватить планету-бродягу. Вокруг слишком мала плотность звёзд и иных тел. Однако в молодости Солнечная система находилась в плотном скоплении молодых звёзд.
Теоретически там плотность планет-бродяг может быть в десятки и более раз выше, чем обычно. Таким образом, вариант “бродячего” происхождения девятой планеты выглядит довольно достоверным и удачно объясняет, как такая большая планета оказалась в столь неподходящем месте, далеко за орбитой Нептуна и Плутона.