Die Sonne nimmt vorbeiziehende Schurkenplaneten auf. Die Sonne ist in der Lage, sowohl kleine Planeten als auch Gasriesen von der Größe Jupiters einzufangen, die ihr zu nahe kommen; Unser Stern hält sie dann am Rande des Sonnensystems.
Das Sonnensystem ist in der Lage, seine wertvollen Schurkenplaneten mit denen seines Nachbarsternsystems Alpha Centauri auszutauschen. Und neue Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass entflohene Welten, die vom Sonnensystem übernommen wurden, Milliarden von Jahren um seine Außenbezirke kreisen können, bevor sie sich der Sonne nähern und möglicherweise Chaos im inneren Sonnensystem verursachen.
Wissenschaftler haben seit langem die Theorie aufgestellt, dass das Sonnensystem vorbeiziehende Objekte wie Kometen und Asteroiden einfangen und sie außerhalb der Oort-Wolke sammeln könnte, bei der es sich vermutlich um eine kugelförmige Hülle aus Billionen eisiger Körper an den Außenrändern des Sonnensystems handelt.
Illustration eines abtrünnigen Planeten, der das Sonnensystem in großer Entfernung umkreist
Neue Forschungen zeigen jedoch, dass sich diese „Einfangregion“ weit über die Oort-Wolke hinaus erstreckt, die etwa zwei Lichtjahre von der Erde entfernt ist (etwa das 126.000-fache der Entfernung zwischen Erde und Sonne). Die Arbeit zeigt auch, dass unser Planetensystem in der Lage ist, Körper anzusaugen, die viel größer sind als Kometen oder Asteroiden.
„Wir haben herausgefunden, dass, wenn Objekte in unserem Sonnensystem eingefangen werden, die Entfernung, aus der sie eingefangen werden können, viel größer ist als bisher angenommen“, sagte Edward A. Belbruno, Studienautor und Professor für Mathematik an der Yeshiva University, gegenüber Space.com. „Wir haben herausgefunden, dass die Objekte, die eingefangen werden konnten, etwa 3,81 Lichtjahre entfernt sind, was in der Nähe des nächsten Sternensystems, dem Alpha-Centauri-System, liegt.“
Obwohl unser Sonnensystem nicht in der Lage wäre, ein Objekt mit einer Masse einzufangen, die gleich oder größer als die Masse der Sonne ist, da dies den Gravitationseinfluss der Sonne beeinträchtigen würde, ist es in der Lage, außerirdische Planeten mit einer Masse einzufangen, die diese erreicht Masse des Jupiters, der tausendmal weniger massereich ist als die Sonne.
Diagramm, das die Entfernung zeigt, in der unser Planetensystem Schurkenplaneten sammeln kann. NASA/JPL-Caltech/Robert Lea
„Das ist ein sehr interessantes Ergebnis“, fuhr Belbruno fort.
Schurkenplaneten sind Welten, die aus ihren Planetensystemen herausgeschleudert wurden. Dies kann passieren, wenn ein vorbeiziehender Stern die Gravitationsstabilität eines Planetensystems stört, oder einfach aufgrund natürlicher Störungen in einem jungen Sternensystem.
Es wird geschätzt, dass die Milchstraße von einer großen Anzahl frei schwebender Schurkenplaneten bevölkert ist. Unsere Galaxie kann bis zu einer Billiarde (10 gefolgt von 14 Nullen) Schurkenplaneten enthalten, die aus ihren Heimatsystemen geschleudert wurden und als Weltraumwaisen durch die Milchstraße wandern.
Während sich viele Forschungen darauf konzentrierten, wie abtrünnige Planeten abgeworfen werden könnten, konzentrierten sich weniger Forschungen auf die Möglichkeit, dass diese himmlischen Waisenkinder ein neues Zuhause finden könnten.
Das Wissenschaftlerduo hinter dieser Studie, darunter der ehemalige NASA-Experte James Green, entdeckte bei dieser Aufnahme vorbeiziehender Schurkenplaneten etwas Überraschendes. Green erkannte, dass es tatsächlich zwei gravitativ stabile Punkte, sogenannte „Lagrange-Punkte“, gab, an denen eine Verschränkung auftreten konnte.
„An diesen beiden Lagrange-Punkten gibt es zwei ganze Regionen, kleine Löcher, durch die Dinge in das Sonnensystem gelangen können“, sagte Belbruno. „Der eine zeigt in Richtung des Galaktischen Zentrums, der andere davon weg.“
Die Abbildung zeigt einen kalten Waisenplaneten, der aufgrund des Fehlens eines Muttersterns mit Eis bedeckt ist und kein eigenes Licht aussendet. Goddard Space Flight Center, NASA
Der Mathematikprofessor mit einer Leidenschaft für Himmelsmechanik erklärte, dass, wenn fremde Planeten durch diese Öffnungen in das Sonnensystem eindringen, sie sich zunächst sehr langsam um unsere Sonne bewegen und etwa 100 Millionen Jahre lang etwa 3,81 Lichtjahre entfernt bleiben. Nach dieser Zeit beginnen sie, sich spiralförmig nach innen zu drehen, ein Prozess, der Milliarden von Jahren dauern kann.
Belbruno erklärte, dass ein interessanter Faktor, den er und Greene bei dieser Migration entdeckt hatten, darin besteht, dass der Neuzugang im Sonnensystem in einem Muster umkreisen wird, das als „Fraktalkurve“ bezeichnet wird. Es handelt sich um eine mathematische Kurve mit einer Form, die mit zunehmender Größe dem gleichen Unregelmäßigkeitsmuster folgt. Ein berühmtes Beispiel hierfür ist die Mandelbrot-Menge. „Man erhält diese wirklich cool aussehenden Kurven, besonders wenn das Objekt immer näher an den Aufnahmepunkt herankommt“, erklärte Belbruno.
Belbruno erklärte, dass sich die Sonne mit einer relativ geringen Geschwindigkeit von mehreren hundert Meilen pro Stunde bewegen müsste, um einen Schurkenplaneten einzufangen. Nach irdischen Maßstäben ist das sehr schnell, aber es ist eine Fluchtgeschwindigkeit, wenn man bedenkt, dass sich entkommende Objekte mit Planetenmasse mit Geschwindigkeiten von mehr als 1,2 Millionen Meilen pro Stunde (1,9 Millionen Kilometer pro Stunde) bewegen.
Die geringen Geschwindigkeiten dieser eingefangenen Schurkenplaneten bedeuten, dass es möglicherweise ein wahres Reservoir solcher Objekte gibt, die die Sonne Milliarden von Jahren lang umkreisen (bis zu 3,81 Lichtjahre entfernt).
Eine Illustration der Mandelbrot-Menge, vielleicht das berühmteste Fraktal. Wolfgang Beyer
Was passiert, wenn ein eroberter Schurkenplanet in das Sonnensystem gelangt? Nun, Belbruno sagte, dass dieser Effekt von der Größe und Masse dieses Planeten abhängen würde.
„Nehmen wir an, diese Welt hätte die Größe von Jupiter und flog in das Sonnensystem“, sagte er. „Ein Objekt von der Größe Jupiters, das in unser Sonnensystem eintritt, würde in gewisser Weise eine dramatische Verschiebung der Umlaufbahnen verursachen. Dies würde sich unmittelbar auf die Dynamik der Bewegung der Erde um die Sonne auswirken und definitiv das Leben auf diesem Planeten beeinträchtigen.
„Es ist möglich, dass einige Planeten im Sonnensystem außer Kontrolle geraten.“
Natürlich könnte ein abtrünniger Planet nie ins innere Sonnensystem gelangen. Wie oben erwähnt, würde eine Umlaufbahn um die Sonne in einer Entfernung von 3,81 Lichtjahren einen gefangenen Schurkenplaneten sehr nahe an Alpha Centauri bringen, der seine eigenen Schurken fangen und in Schach halten könnte.
„Die Schwerkraft unseres Sonnensystems liegt nahe an der von Alpha Centauri, das würde also bedeuten, dass die Einfangzone von Alpha Centauri sehr nahe an der unserer eigenen Sonne liegt“, sagte Belbruno. „Die beiden Systeme überschneiden sich hinsichtlich des Gravitationseinflusses vollständig, was bedeutet, dass das Hin- und Herbewegen von Objekten sehr, sehr natürlich wäre.“
Derzeit basiert die Arbeit der Wissenschaftler auf mathematischen Modellen. Belbruno weist darauf hin, dass es äußerst schwierig sein wird, einen Planeten jenseits der Oort-Wolke zu entdecken, da er nur wenig Licht aussendet.
Ein hilfreicher Faktor bei der Suche ist die Tatsache, dass Belbruno und Greene zwei Einfangorte lokalisiert haben und diese Lagrange-Punkte ein natürlicher Ausgangspunkt für die Suche nach adoptierten Waisenplaneten sind. Eine solche Suche übersteigt derzeit möglicherweise die Möglichkeiten der Teleskoptechnologie, obwohl das James Webb Space Telescope (JWST) möglicherweise die thermischen Emissionen eines solchen Planeten im Infrarotlicht erfassen könnte.
„Viele Objekte könnten dort in Einschlussmustern vorhanden sein, als würden sie sich spiralförmig um die Sonne drehen“, schlussfolgerte Belbruno. „Sobald sie kommen, können sie nicht mehr herauskommen – selbst wenn sie vor 4 Milliarden Jahren in das Sonnensystem eingedrungen wären. Es ist durchaus möglich, dass es dort draußen bereits eroberte Schurkenplaneten gibt.