Hostí Sluneční soustava cizí planetu?

Planetární soustavy mívají pohnutý život. Zdá se ale, že může být daleko zajímavější, než jsme si dosud mysleli. (délka blogu 3 min.)

Pryč jsou doby, kdy jsme jen hádali, jestli ve vesmíru existují také jiné planetární soustavy - a jestli naše vlastní soustava není vzácnou výjimkou. 

Dnes umí velké teleskopy zachytit kolísavý pohyb hvězd (doprovázených velkými a těžkými planetami), stále dokonalejší přístroje ale také detekují změny jasnosti při zákrytu hvězdy malými kamennými planetami. Proto víme, že planety doprovázejí většinu hvězd. To je koneckonců jen logické. Hvězdy se formují z lokálního uskupení plynu a prachu. Zdaleka ne všechen materiál si pro sebe uzurpuje samotná hvězda. Zbyde ho ještě dost na to, aby se z něj kolem ní utvořila pestrá planetární soustava. 

Naše vlastní soustava není výjimkou - i ona má pohnutou minulost. Země a ostatní planety se nyní nacházejí na stabilních oběžných drahách kolem Slunce. Kdysi tomu ale bylo jinak. Jupiter byl pravděpodobně mnohem blíže Slunci, interagoval se Saturnem a nejen že se přitom sám přesouval do jiné vzdálenosti od centrální hvězdy - vyčistil přitom soustavu od řady menších těles. Ty pak mohly buď spadnout na bližší oběžné dráhy nebo přímo do Slunce, soustavu mohly také navždy opustit nebo se jen přesunout do blízkosti Oortova oblaku. 

Oortův oblak se nachází na vnějším okraji Sluneční soustavy. Pochází odsud většina komet, které se čas od času vydají ke Slunci, takže můžeme na obloze pozorovat jejich ohony, tvořené sublimujícím plynem a ledem. Většina objektů v Oortově oblaku je pravděpodobně relativně malá, je ale dobře možné, že se tam skrývají tělesa o velikosti planety.

Bludné planety

O tom, že mohou menší tělesa soustavu (vlivem gravitace velkých planet) opustit není pochyb. Koneckonců jsme už pozorovali nejméně dva kometární návštěvníky z jiných hvězdných systémů. Prvním byl asteroid Oumuamua v roce 2017 - druhým byla kometa Borisov v roce 2019. Astronomové pozorovali také osamělé planety, které nejsou vázané na své původní mateřské hvězdy a dnes se potulují vesmírem. 

To vyvolává zajímavou úvahu. Pokud dokáže mladý planetární systém odvrhnout komety a dokonce i planety, mohou je jiné hvězdné systémy zachytit? 

Vědci vyvinuli počítačové simulace, které se věnovaly procesu vypuzení velkých těles z planetárních systémů a naopak jejich záchytu jinými systémy. 

Aby byla planeta odvržena, musí získat dostatek kinetické energie. Musí totiž překonat gravitaci své hvězdy. To ovšem znamená, že má tolik kinetické energie, že je pro jiný hvězdný systém těžké ji udržet. Taková planeta by systémem jen proletěla, podobně jako se tomu stalo při návštěvách asteroidu Oumuamua a komety Borisov.  

Existuje ovšem mechanismus, který byl mohl kinetickou energii planety snížit. Je jím gravitační vliv samotné galaxie. Malá část osamělých planet by se poté mohla zachytit v gravitačním poli cizí hvězdy. 

Nejspíš se to nestane v případě, že planeta prochází příliš blízko hvězdy. V tom případě nabírá větší rychlost, způsobenou přitažlivostí hvězdy. Pokud se ale dostane jen do vzdálenějších oblastí systému (podobných Oortově oblaku), má větší šanci, že se na oběžné dráze udrží. 

Výpočty ukazují, že by až 10 % původních planet mohlo bezcílně bloudit vesmírem poté, co se odtrhly od své mateřské hvězdy. 

Existuje také zhruba 7% možnost, že Sluneční soustava zachytila v Oortově oblaku cizí ledovou planetu. 

Je zajímavé, že pravděpodobnost odhození vlastní planety a jejího záchytu na okraji planetárního systému je daleko nižší - činí pouze přibližně 0,5 procenta. 

Pokud tedy astronomové naleznou na okraji naší soustavy cizí a zatím neznámou planetu, je pravděpodobnější … že není vlastní, ale je adoptovaná. 

Zdroj: https://arxiv.org/abs/2306.11109