< Первые наблюдения с приемником MATISSE на Очень Большом Телескопе-Интерферометре ESO

Предложена естественнонаучная гипотеза, непринужденно объясняющая все странности Оумуамуа

Согласно этой гипотезе Оумуамуа – обломок кометы, разорванной приливными силами при близком пролете молодой горячей планеты-гиганта и выброшенной из чужой планетной системы.

---

Владислава Ананьева

Первый межзвездный астероид Оумуамуа продемонстрировал целый набор необычных свойств. Сильные колебания яркости говорят о его вытянутой форме с отношением осей 5:1 или даже 10:1, хотя не исключена и контактная двойная система из менее вытянутых компонент. Кривая блеска астероида не повторяется в точности от периода к периоду, что говорит о его кувыркании (т.е. вращении сразу по двум осям). Спектр и цвет объекта напоминает примитивные богатые водой объекты Солнечной системы, однако при приближении к Солнцу до ~0.25 а.е. Оумуамуа не проявил никаких признаков кометной активности. Последнее означает, что астероид покрыт рыхлой сухой коркой толщиной как минимум 50 см, хотя глубже наличие летучих веществ все же не исключено.

Любая гипотеза происхождения Оумуамуа должна не только воспроизводить все указанные факты, но и объяснять отличия этого тела от комет Солнечной системы.

8 марта 2018 года в Архиве электронных препринтов была опубликована статья Шона Реймонда (Sean N. Raymond) с коллегами, посвященная динамическому моделированию процесса выбрасывания планетезималей в межзвездное пространство на финальном этапе формирования планетных систем. Авторы рассмотрели системы из трех планет-гигантов (газовых гигантов, ледяных гигантов, или их комбинации) и внешнего диска из планетезималей, вращающихся вокруг звезды солнечной массы. Самая внутренняя планета-гигант находилась на круговой орбите на расстоянии 5 а.е. от звезды, орбиты внешних планет пролегали на расстоянии 4-5 радиусов сферы Хилла друг от друга (т.е. на пределе динамической устойчивости системы). В зависимости от массы планет, орбита внешней планеты находилась на расстоянии 7-10 или 9-12 а.е. от звезды. Средняя плотность всех планет была принята равной 1.3 г/куб.см. Облако из 3 млн. (или больше) планетезималей начиналось на расстоянии 2 радиусов сферы Хилла от орбиты внешней планеты, его плотность спадала по закону r^-1.

Авторы провели более 5 тыс. симуляций системы, отслеживая ее поведение на временах 100-200 млн. лет. По ходу моделирования часть планетезималей за счет гравитационного взаимодействия с планетами приобретала положительную полную энергию и покидала систему. 

В случае тесного сближения (когда расстояние до центра планеты-гиганта в момент пролета лишь на 10% превосходило ее радиус) планетезимали оказывались разорваны приливными силами. В целом от 0.001% до 3.6% планетезималей перед тем, как быть выброшенными из системы, претерпели тесное сближение с планетами и были разорваны.

Помимо приливного разрушения планетезималей авторы моделирования учли потерю ими летучих веществ. Опираясь на оценки темпов потери летучих кометами типа кометы Галлея, исследователи оценили, что планетезимали должны утрачивать кометную активность за 500-1000 сближений со звездой на расстояние менее 2.5 а.е. Согласно проведенному моделированию, более половины кометных ядер (~72%) на момент выброса из планетной системы уже утратило кометную активность!

Иначе говоря, в отсутствии у Оумуамуа кометной активности нет ничего необычного. Больше половины выброшенных кометных ядер (и особенно их обломков, оставшихся после разрушения приливными силами при близких пролетах планет) оказывается «высушенными». Оценки эффективности «выбрасывания» в зависимости от массы планет показывают, что в среднем при формировании планетной системы в межзвездное пространство выбрасывается планетезималей совокупной массой 5-10 масс Земли. При этом ~0.1-1% планетезималей перед выбрасыванием разрушаются приливными силами, порождая множество мелких «высушенных» (лишенных кометной активности) обломков, общее количество которых будет многократно превышать количество не разрушенных («целых») планетезималей. Рэймонд с соавторами предсказывает, что примерно треть или четверть межзвездных обломков сохранит в себе некоторое количество летучих и проявит кометную активность при сближении с Солнцем.

---