Между Слънцето и центъра на Галактиката има област, която донякъде напомня на точките на Лагранж

За най-отдалечената хипотетична граница на Слънчевата система се счита облакът на Оорт. Този регион се намира на малко повече от една светлинна година от нас. Нов математически модел на двама американски учени сочи, че нашата система всъщност се простира много по-далеч от очакваното.

Астрономите са идентифицирали много отдалечен регион от Космоса, където космическите обекти теоретично биха могли да бъдат подложени на гравитационното влияние на нашата звезда. Ако това се окаже вярно, вероятно ще се наложи научната общност да преразгледа границите на Слънчевата система.

Къде е краят на Слънчевата система?

Много специалисти смятат, че границата на Слънчевата система свършва там, където гравитационното влияние на нашата звезда върху космическите тела става по-слабо от гравитационното влияние на други звезди. Пространството около астрономически обект (Слънцето, други звезди, планети и спътници), в което той може да задържи по-малки тела, се нарича Сфера на Хил.

В случая с нашето светило за Сфера на Хил се приема хипотетичният облак на Оорт или по-точно неговата външна част. Това е плътна сфера от трилиони ледени отломки, които заобикалят Слънцето на разстояние малко повече от една светлинна година. Защо хипотетично? Въпреки че учените не са потвърдили природата му чрез наблюдения, много косвени факти показват, че облакът на Оорт действително съществува.

Изследователите отдавна се опитват да определят границите на Слънчевата система, за да разберат на какво разстояние нашата звезда престава да влияе на други обекти със своята гравитация.

Американският математик Едуард Белбруно от университета Йешива в Ню Йорк и бившият главен учен на НАСА Джеймс Грийн са се опитали да установят диапазона на гравитацията на Слънцето с помощта на компютърни експерименти.

Учените моделирали нашата звезда, както и околното пространство и установили, че на разстояние 3,81 светлинни години от нас има зона, където космическите обекти може да са подложени на гравитационното влияние на Слънцето. Това е много по-далеч от външната част на хипотетичния облак на Оорт. Изследователите са описали резултатите от работата си в статия, публикувана на уебсайта на електронния архив за препринт arXiv.

Изчисленията на Белбруно и Грийн сочат, че между Слънцето и центъра на Галактиката има област, която донякъде напомня на точките на Лагранж. Тези точки са разположени в система, състояща се от две масивни тела, в равнината на техните орбити лежат области на равновесие, където се усеща гравитационен баланс. Малко тяло, попаднало в такава точка, ще бъде в неподвижно състояние спрямо първото и второто тяло, тъй като ще бъде привлечено с еднаква сила както към първия, така и към втория обект.

Слънчевата система може да е много по-голяма, отколкото се смяташе

Точки на Лагранж може да се намерят в нашата Слънчева система: например има точка на Лагранж L2 на системата Слънце – Земя. Там учените използват гравитационното привличане на Земята и Слънцето, за да задържат космически апарати като орбиталната обсерватория „Джеймс Уеб“. Това позволява на телескопа да остане неподвижен, спестявайки гориво за други цели.

Математическият модел, който Белбрун и Грийн са използвали в изследването, помогна да се идентифицират два региона в пространството, в които обектите първо се държат като в точки на Лагранж и след това рязко променят посоката на движението си. В тези региони гравитационните сили на Слънцето и Млечния път взаимодействат помежду си, но на някакъв етап гравитацията на нашата звезда се оказва по-силна и принуждава космическите тела да влязат в необичайна орбита около звездата.

По думите на изследователите обектите, които попадат в този регион, първоначално ще се движат по елиптична орбита, но с течение на времето орбитата им ще започне да се променя и ще стане подобна на множеството на Манделброт – фрактален модел с безкрайни симетрични завихряния и форми. По същество тези тела ще останат завинаги на новата орбита, няма да бъдат изхвърлени обратно в междузвездното пространство и няма да се сблъскат със Слънцето.

Моделът все пак допуска, че те могат да бъдат „избити“ от гравитационното влияние на най-близката до Слънцето звезда – червеното джудже Проксима Кентавър, разположено само на 4,2 светлинни години от нас.

Авторите на научната работа отбелязват, че тази област е много интересна от научна гледна точка, тъй като може да се превърне в капан за определен тип обекти от рода на планети сираци или междузвездни комети и астероиди като Оумуамуа.

Озадачаващи обекти далеч отвъд Плутон разкриват нова част на Слънчевата система

Според учените предсказаният от математическия модел регион трябва да бъде изследван с помощта на мощни телескопи, например широкоъгълния рефлекторен телескоп на обсерваторията „Вера Рубин“, който ще заработи през 2025 г. в Чили.

Ако научните инструменти открият в тази област уловени в „гравитационната хватка“ на Слънцето осиротели планети, комети или астероиди, значи предположението на Белбруно и Грийн ще се окаже вярно – и гравитационното влияние на нашата звезда се простира много по-далеч, отколкото се смяташе досега. В такъв случай ще трябва да се преразгледат хипотетичните граници на Слънчевата система.