Одна часть Земли подвержена большему риску столкновения с межзвездным объектом

Фото из открытых источников

Нам известно о трёх межзвёздных объектах (ISO), посетивших внутреннюю часть Солнечной системы. Первым был Оумуамуа, он появился и исчез в 2017 году. Следующей была межзвездная комета 2l/Borisov, появившаяся в 2019 году. А прямо сейчас межзвездная комета 3I/Atlas наслаждается визитом в согретую Солнцем внутреннюю часть Солнечной системы.

За долгую историю нашей Солнечной системы, длившуюся 4,6 миллиарда лет, через неё, должно быть, прошло огромное количество инопланетных объектов. Возможно, некоторые из них столкнулись с Землёй.

Возможно, ISO ответственны за образование некоторых древних ударных кратеров, остатки которых мы можем видеть и сегодня, например, ударную структуру Вредефорт.

Наша Солнечная система сейчас гораздо спокойнее, чем когда-либо. В начале своей истории она формировалась в результате хаотичных столкновений. Сейчас камней и столкновений стало меньше, поскольку большая часть этих камней аккрецировалась в планеты земной группы.

Но этого нельзя сказать об инопланетных объектах. Нет оснований полагать, что сейчас в нашу Солнечную систему входит меньше инопланетных объектов, чем раньше.

Это означает, что они представляют риск столкновения с Землей. Есть ли способ количественно оценить этот риск?

Новое исследование под названием «Распределение межзвёздных объектов, сталкивающихся с Землёй» пытается оценить этот риск. Ведущий автор — Даррил Селигман из Мичиганского университета. Статья размещена на arxiv.org.

«В этой статье мы рассчитываем ожидаемые элементы орбиты, радианты и скорости межзвездных объектов, падающих на Землю», — пишут авторы.

В их работе не рассчитывается количество ISO, поскольку ограничений на это число нет. Их работа касается только их ожидаемого распределения.

Когда речь заходит об источнике изотермических звезд, они фокусируются на так называемой кинематике М-звезд. М-звезды, также известные как красные карлики, — самый многочисленный тип звезд в Млечном Пути. Логично предположить, что большинство изотермических звезд были бы выброшены из солнечных систем с М-карликами, исходя исключительно из их численности.

Однако авторы признают, что это несколько произвольно.

«Этот выбор, безусловно, несколько произволен, поскольку кинематика межзвездных объектов не имеет ограничений», — объясняют они.

Чтобы понять проблему, исследователи использовали моделирование.

«Мы создаем синтетическую популяцию из ~1010 межзвездных объектов с кинематикой класса М-звезды, чтобы получить ~104 объектов, сталкивающихся с Землей», — пишут исследователи.

Их моделирование показывает, что ISO с двойной вероятностью исходят из двух направлений: солнечного апекса и галактической плоскости.

Солнечный апекс — это направление движения Солнца относительно его окрестностей. По сути, это траектория Солнца через Млечный Путь. ISO чаще всего происходят из солнечного апекса, поскольку Солнечная система движется в этом направлении. Это как ехать на машине и попадать на большее количество капель дождя.

Галактическая плоскость — это плоская дискообразная область, которую занимает Млечный Путь. Поскольку именно там находится большинство других звёзд, звёзды-изотопы, вероятно, происходят именно из этой области. Звёзды-изотопы, приближающиеся спереди, имеют большее поперечное сечение столкновения.

Моделирование также показывает, что астероиды, находящиеся в апексе Солнца и плоскости Галактики, будут иметь более высокие скорости. Однако, вопреки здравому смыслу, те, которые могут столкнуться с Землей, имеют более низкие скорости.

Это связано с тем, что подгруппа космических объектов, способных столкнуться с Землей, как правило, представляет собой гиперболические тела с малым эксцентриситетом. Гравитация Солнца оказывает на эти объекты большее влияние и может преимущественно захватывать более медленно движущиеся объекты, переводя их на траектории, пересекающие орбиту Земли.

Времена года также имеют значение. ISO с самой высокой скоростью столкновения с Землей чаще появляются весной, поскольку Земля движется к солнечному апексу. Однако зимой вероятность столкновения с Землей выше, поскольку в это время Земля находится ближе к солнечному апексу, то есть к точке, от которой движется Солнце.

Что касается того, какая часть Земли подвержена наибольшему риску столкновения с объектом ISO, то наибольшему риску подвержены низкие широты вблизи экватора. Также несколько повышен риск столкновения в Северном полушарии, где проживает почти 90% населения Земли.

Как объяснялось ранее, эта работа применима только к ISO, выброшенным из систем М-карликов.

«Эти распределения применимы только для межзвёздных объектов с кинематикой класса М-звёзд. Другая предполагаемая кинематика должна изменить распределения, представленные в данной статье», — объясняют авторы. Однако они также отмечают, что основные положения их работы, вероятно, применимы и к другим кинематическим моделям.

«Основные особенности, обобщенные в этом разделе, предположительно, также применимы к разной кинематике, возможно, к приглушённому или более выраженному общему эффекту», — пишут исследователи.

Стоит повторить, что эта работа не предсказывает количество ISO. Нет способа это измерить.

«В этой статье мы намеренно не делаем никаких окончательных прогнозов относительно частоты межзвездных столкновений», — пишут авторы в своем заключении.

Однако эти результаты используются в будущих наблюдениях обсерватории Веры Рубин и её Legacy Survey of Space and Time. Они дают астрономам представление о распределении изотропных объектов (ИСО), которые должен обнаружить VRO.

Мы только начинаем открывать глаза на идею ISO.

Эта статья даёт нам представление о том, откуда, вероятно, прилетают испытуемые астероиды, падающие на Землю, когда и где они с наибольшей вероятностью могут столкнуться с ней. Как только VRO и его LSST начнут работать, астрономы начнут получать данные, которые либо подтвердят, либо опровергнут эти выводы.