Známe tři mezihvězdné objekty (ISO), které navštívily naše nitro sluneční soustava. Oumuamua byl první a přišel a odešel v roce 2017. 2l/Borisovmezihvězdná kometa, byla další, objevila se v roce 2019. A právě teď mezihvězdná kometa 3I/Atlas si užívá návštěvu sluncem prohřátého nitra sluneční soustava.
Naší sluneční soustavou během její dlouhé 4,6 miliardy let historie muselo projít obrovské množství ISO. Je možné, že někteří z nich narazili Země. Možná jsou ISO zodpovědné za některé ze starověkých impaktních kráterů, jejichž zbytky můžeme vidět i dnes, jako např Dopadová struktura Vredefort.
To znamená, že pro Zemi představují riziko dopadu. Existuje nějaký způsob, jak toto riziko kvantifikovat?
Nový výzkum s názvem „Distribuce mezihvězdných objektů ovlivňujících Zemi“ se snaží porozumět riziku. Hlavním autorem je Darryl Seligman, odborný asistent na katedře fyziky a astronomie na Michiganské státní univerzitě. Článek je dostupný online na arxiv.org.
„V tomto článku vypočítáme očekávané orbitální prvky, radianty a rychlosti mezihvězdných objektů s dopadem na Zemi,“ píší autoři. Jejich práce nepočítá počet ISO, protože neexistují žádná omezení ohledně počtu, se kterým lze pracovat. Jejich práce se týká pouze jejich očekávané distribuce.
Pokud jde o zdroj ISO, zaměřují se na to, čemu se říká M-star kinematika. M-hvězdy, známé také jako červení trpaslíci, jsou nejpočetnějším typem hvězd v Mléčná dráha. Je logické, že většina ISO by byla vyhozena z M-trpasličích solárních systémů čistě na základě čísel. Autoři však připouštějí, že je to poněkud svévolné. „Tato volba je jistě poněkud svévolná, protože kinematika mezihvězdných objektů je neomezená,“ vysvětlují.
Výzkumníci použili simulace, aby se pokusili problém pochopit. „Vytváříme syntetickou populaci ~ 1010 mezihvězdné objekty s kinematikou M-star s cílem získat ~104 Země-impaktory,“ píší vědci. Jejich simulace ukazují, že ISO je dvakrát pravděpodobnější, že pocházejí ze dvou směrů: slunečního vrcholu a galaktické roviny.
Sluneční vrchol je směr Slunce následuje vzhledem k jeho slunečnímu sousedství. V podstatě je to cesta Slunce skrz Mléčná dráha. ISO s větší pravděpodobností pocházejí ze slunečního vrcholu, protože sluneční soustava se pohybuje tímto směrem. Je to jako jet v autě a trefit další kapky deště.
Galaktická rovina je plochá oblast ve tvaru disku, kterou zaujímá Mléčná dráha. Protože je to místo, kde je většina ostatních hvězd, ISO pravděpodobně pocházejí z této oblasti. ISO přibližující se zepředu mají vyšší kolizní průřez.
Simulace také ukazují, že ISO ze slunečního vrcholu a galaktické roviny by měly vyšší rychlosti. Ale kontraintuitivně ty, které by mohly dopadat na Zemi, mají pomalejší rychlosti. Je to proto, že podskupina ISO, která může mít dopad na Zemi, má tendenci být hyperbolickými tělesy s nízkou excentricitou. Slunce gravitace má na tyto objekty větší vliv a může přednostně zachytit pomaleji se pohybující objekty a posouvat je do trajektorií křižujících Zemi.
Roční období také dělají rozdíl. ISO s nejvyšší rychlostí dopadu pravděpodobně dorazí na jaře, protože Země se pohybuje směrem ke slunečnímu vrcholu. Zima má ale častější potenciální impaktory, protože v té době je Země umístěna směrem ke slunečnímu antapexu, místu, odkud se Slunce vzdaluje.
Pokud jde o to, která část Země je nejvíce ohrožena impaktorem ISO, největšímu riziku čelí nízké zeměpisné šířky blízko rovníku. Mírně zvýšené riziko dopadu je také na severní polokouli, kde žije téměř 90 % lidské populace.
Jak bylo vysvětleno dříve, tato práce je pouze pro ISO vyhozené z M-trpasličích systémů. „Tato distribuce jsou použitelná pouze pro mezihvězdné objekty, které mají kinematiku M-hvězd. Různé předpokládané kinematiky by měly změnit rozložení prezentovaná v tomto článku,“ vysvětlují autoři. Ale také poukazují na to, že hlavní body jejich práce pravděpodobně platí pro další kinematiku. „Význačné rysy shrnuté v této části se pravděpodobně vztahují také na různé kinematiky, možná na tlumený nebo zřetelnější celkový efekt,“ píší vědci.
Nutno zopakovat, že tato práce nepředpovídá počet ISO. Nejde to nijak změřit. „V tomto článku záměrně nečiníme žádné definitivní předpovědi o rychlostech mezihvězdných impaktorů,“ píší autoři ve svém závěru.
Výsledky se však vkládají do budoucích pozorování s observatoří Vera Rubin a jejími Legacy Survey of Space and Time. Poskytuje astronomům a představu o distribuci ISO, která by měla být detekována VRO.
Právě otevíráme oči myšlence ISO. Tento dokument nám dává představu o tom, odkud ISO s dopadem na Zemi pravděpodobně přiletí, kdy je největší pravděpodobnost dopadu a kde je největší pravděpodobnost dopadu. Jakmile se VRO a jeho LSST rozběhnou, astronomové začnou získávat data, která tato zjištění buď podpoří, nebo podkopou.
The původní verze tohoto článku byl zveřejněn dne Vesmír dnes.
