Ora che sappiamo che gli oggetti interstellari (ISO) visitano il nostro sistema solare, gli scienziati sono desiderosi di comprenderli meglio. Come potrebbero essere catturati? Se vengono catturati, cosa succede a loro? Quanti di loro potrebbero essere nel nostro sistema solare?

Un team di ricercatori sta cercando di trovare risposte.

Sappiamo per certo di due ISO:"Oumuamua e la cometa 2I/Borisov. Devono essercene altre, probabilmente molti di loro. Ma solo di recente abbiamo acquisito la tecnologia per vederli. Probabilmente ne scopriremo molti altri presto, grazie a nuove strutture come l'Osservatorio Vera C. Rubin.

In un nuovo documento presentato a Il giornale di scienze planetarie , un trio di ricercatori ha approfondito la questione degli ISO nel nostro sistema solare. Il titolo dell'articolo è "Sul destino degli oggetti interstellari catturati dal nostro sistema solare". Il primo autore è Kevin Napier del Dipartimento di Fisica dell'Università del Michigan.

Per come stanno le cose ora, non esiste un modo affidabile per identificare i singoli oggetti catturati. Se gli astronomi potessero catturare un ISO mentre viene catturato, sarebbe grandioso. Ma il sistema solare è terribilmente complesso, e ciò rende difficile l'identificazione degli ISO. "Data la complessa architettura dinamica del sistema solare esterno, non è semplice determinare se un oggetto è di origine interstellare, " scrivono gli autori.

Non c'erano molte opportunità di studiare né "Oumuamua né Borisov. Sono stati identificati come ISO per la loro velocità iperbolica in eccesso. Ciò significa che un oggetto ha la traiettoria giusta e una velocità sufficientemente elevata da sfuggire alla gravità di un oggetto centrale. In questo caso, l'oggetto centrale è, Certo, il Sole.

Così, si possono acquisire gli ISO? Verosimilmente. "Il primo passo per indagare rigorosamente su questa domanda è calcolare una sezione trasversale di cattura per oggetti interstellari in funzione dell'eccesso di velocità iperbolica..." scrivono gli autori.

Ma questo è solo il primo passo, secondo gli autori. "Sebbene la sezione trasversale fornisca il primo passo verso il calcolo della massa delle rocce aliene che risiedono nel nostro sistema solare, abbiamo anche bisogno di conoscere la durata degli oggetti catturati." I ricercatori hanno calcolato la durata degli oggetti utilizzando simulazioni, cercato di capire cosa succede loro nel tempo nel nostro sistema solare, e poi è uscito con un inventario attuale delle ISO catturate.

I ricercatori hanno identificato tre tendenze generali:

• Per sopravvivere per più di qualche milione di anni, gli oggetti catturati devono in qualche modo sollevare i loro pericentri oltre Giove. (In questo caso, sopravvivenza significa restare legati al sistema solare.)
• Gli oggetti su orbite molto inclinate tendono a sopravvivere più a lungo di quelli su orbite planari.
• Nessun oggetto ha raggiunto lo status transnettuniano permanente (cioè q=30 AU.)

Nel primo caso, se un ISO non può sollevare il suo pericentro oltre Giove, probabilmente verrà trascinato nel gigante gassoso e distrutto. Nel secondo caso, gli oggetti su orbite molto inclinate hanno meno probabilità di incontrare un pianeta perché la maggior parte delle volte sono fuori dal piano del sistema solare. Gli oggetti su orbite planari hanno maggiori probabilità di incontrare un pianeta e di essere perturbati e rispediti nello spazio interstellare. Nel terzo caso, è difficile per un ISO ottenere lo status di transnettuniano permanente perché richiederebbe una catena di eventi molto improbabile.

Le simulazioni hanno alcune limitazioni, che spiegano gli autori. Hanno rappresentato solo i quattro pianeti più grandi del sistema solare e il sole. I corpi più piccoli o non sono massicci per avere molto effetto, o quale effetto avrebbero è sminuito dal sole. Ignorano anche il degassamento, pressione di radiazione dal sole, o trascinare dalle atmosfere planetarie, che sarebbe comunque estremamente raro, e non suscettibili di influenzare i risultati. "Ciascuna di queste approssimazioni è piuttosto modesta, in modo che includerli farebbe relativamente poca differenza per le nostre conclusioni, " spiegano.

Globale, la simulazione mostra che nel tempo la maggior parte dei corpi catturati verrebbe espulsa dal sistema solare. ci vuole un po', anche se. Questo perché la maggior parte delle ISO passerebbe semplicemente attraverso il sistema, e quelli che sono stati catturati in un'orbita instabile di qualche tipo avrebbero attraversato molte orbite, 30 in questo lavoro, prima di essere espulso. Questo perché gli oggetti catturati in genere hanno semiassi maggiori di 1000 UA con periodi orbitali di circa 30, 000 anni. So it takes at least one million years before any captured ISOs could be ejected.

The researchers also calculated the populations of captured ISOs that might be in our solar system currently. They point out that there are two distinct time periods when objects can be captured that are of interest. The first is in the early days of the solar system when the sun is still in its birth cluster of stars, and objects from within that cluster could be captured. The second is when the sun resides in the field.

In their simulations, the trio of scientists used 276, 691 synthetic captured interstellar objects. Of those, only 13 survived for 500 million years, and only three objects survived for one billion years. But these results come with detailed caveats that are best explained in the paper itself.

The authors point out that their simulations might be useful in understanding panspermia. If the chemicals necessary for life, or even life itself, can somehow travel between solar systems, the ISOs likely play a role. Maybe the most prominent role.

They also mention the Planet Nine scenario. One of the authors of this paper, Konstantin Batygin, along with Michael E. Brown, hypothesized a so-called Planet Nine. The Planet Nine hypothesis states that another planet about five to 10 times the mass of Earth is in a wide orbit with a semi-major axis of 400 to 800 AUs. Planet Nine, se esiste, would take between 10, 000 and 20, 000 years to complete one orbit around the sun.

According to this paper, when included in the simulations, Planet Nine "…yielded rich dynamics that did not appear in the simulations including only the four known giant planets."