Zagubiona gwiazda i początki Układu Słonecznego

Mniej więcej 70 000 lat temu w okolice naszego Układu Słonecznego zawędrowała zabłąkana gwiazda. Zbliżyła się ona do Słońca na odległość roku słonecznego i najprawdopodobniej wyrzuciła wówczas z niego setki komet i planetoid. W tym okresie współcześni ludzie właśnie zaczęli migrować z Afryki, a Ziemię dzielili wciąż z nimi Neandertalczycy.

Co ciekawe, to właśnie 70 000 lat temu miała miejsce wielka eupcja superwulkanu Toba, która wyrzuciła w powietrze około 2800 kilometrów sześciennych odparowanych skał i pyłu. Uważa się, że spowodowało to pogrom ludzi, który w rezultacie doprowadził do dramatycznego zmniejszenia się ludzkiej populacji. Według badań z roku 2015 to również podczas tego kluczowego punktu w historii ludzkości niewielka i czerwonawa gwiazda minęła Słońce o mniej więcej rok świetlny, prześlizgując się po zewnętrznym obrzeżu Obłoku Oorta.

Astronomowie zakładali dawniej, że ta wędrowna gwiazda nazwana gwiazdą Scholza przeszła przez Obłok Ooorta stosunkowo spokojnie, w niewielkim tylko stopniu wpływając na znajdujące się w nim, najbardziej zewnętrzne obiekty Układu Słonecznego. Teraz jednak najnowsze badania zdają się dowodzić, że gwiazda ta mogła spowodować znacznie więcej zamieszania. Badacze przeanalizowali ewolucję orbit 339 znanych niewielkich ciał naszego układu (takich jak planetoidy i komety) z otwartymi orbitami hiperbolicznymi, czyli takimi, jakie ostatecznie pozwalają im na zawsze opuścić Układ Słoneczny. Przeprowadzając pełne symulacje komputerowe problemu N-ciał dla takich właśnie obiektów dla ostatnich 100 000 lat zespół był w stanie dokładnie oszacować punkt na niebie, z którego każde z tych ciał zdaje się pochodzić.

Wnioski wynikające z tych symulacji są zaskakujące: ponad 10 procent obiektów pochodzi z punktu leżącego w konstelacji Bliźniąt. Ten punkt na niebie znajduje się jednak dokładnie tam, gdzie astronomowie oczekiwaliby hipotetycznych ciał odrzuconych na skutek interakcji z gwiazdą Scholza podczas jej bliskiego przejścia sprzed 70 000 lat.

Zasadniczo można było oczekiwać, że pozycje te będą równomiernie rozmieszczone na niebie - szczególnie przy założeniu, że obiekty o orbitach hiperbolicznych pochodzą z Obłoku Oorta. Wyniki symulacji mówią jednak coś całkiem innego: wyraźna nadgęstość pojawia się w kierunku na gwiazdozbiór Bliźniąt, który z kolei wyraźnie wskazuje na miejsce przelotu gwiazdy Scholza.

Wykres pokazujący rozkład i statystyczną istotność radiantów (punktów początkowych na niebie) dla wszystkich analizowanych obiektów. Ciemnoniebieska plama o wysokiej statystycznej wadze po prawej stronie wskazuje na obszar nieba, z którego przybywa o wiele więcej obiektów o orbitach hiperbolicznych niż z innych jego rejonów. Lokalizacja ta jest również miejscem, w którym pojawiłyby się ciała wyrzucone z układu przez gwiazdę Scholza.
Źródło: Carlos de la Fuente Marcos, et al.

Czytaj więcej:

Wykres na górze: rozkład radiantów znanych ciał hiperbolicznych na niebie. Radiant planetoidy 1I/2017 U1 (Oumuamua) jest oznaczony różową gwiazdką. Pozycja gwiazdy WISE J072003.20-084651.2, znanej także jako gwiazda Scholza, jest reprezentowana przez czerwoną gwiazdę, a brązowe strzałki przedstawiają jej ruch i niepewności pomiarowe (Mamajek et al.(2015)). Ekliptyka zaznaczone jest barwą zieloną, a płaszczyzna Drogi Mlecznej - na czarno. Pozycja centrum Galaktyki jest reprezentowana przez wypełnione czarne kółko.
Źródło: JPL’s SSDG SBDB/Carlos de la Fuente Marcos, et al.