Neueste Forschungsergebnisse haben ergeben, dass Kometen von außerhalb des Sonnensystems ursprünglich aus dem Sonnensystem geflohen sind!

Einige Kometen von außerhalb des Sonnensystems sind ursprünglich aus dem Sonnensystem geflohen! Astronomen des Nationalen Astronomischen Observatoriums von Japan (NAOJ) analysierten die Bahnen zweier Objekte, die das Sonnensystem für immer verlassen haben, und kamen zu dem Schluss, dass auch sie höchstwahrscheinlich von außerhalb des Sonnensystems kamen. Diese Ergebnisse verbessern unser Verständnis des äußeren Sonnensystems und des interstellaren Raums dahinter. Nicht alle Kometen umkreisen die Sonne in geschlossenen Umlaufbahnen. Einige reisen mit hoher Geschwindigkeit durch das Sonnensystem, bevor sie in den interstellaren Raum abheben und nie wieder zurückkehren. Während sich die Flugrichtung dieser Kometen leicht berechnen lässt, ist die Bestimmung ihres Ursprungs schwieriger.

Es gibt zwei mögliche Szenarien: Im ersten befand sich der Komet zunächst in einer stabilen Umlaufbahn weg von der Sonne, wurde jedoch durch Gravitationswechselwirkungen mit einem vorbeiziehenden Objekt aus seiner Umlaufbahn gezogen. Der Komet fällt dann in das innere Sonnensystem, wo er beobachtet werden kann, bevor er in den interstellaren Raum geschleudert wird. Im zweiten Szenario stammt ein Komet von einem weit entfernten Ort, vielleicht aus einem anderen Planetensystem. Auf seiner Reise durch den interstellaren Raum passiert er zufällig einmal das Sonnensystem und setzt dann seine Reise fort. Die Astronomen Arika Higuchi und Eiichiro Kokubo vom Nationalen Astronomischen Observatorium Japans berechneten die Flugbahntypen, die in jedem Fall typischerweise zu erwarten wären.

Anschließend verglich das Team seine Berechnungen mit Beobachtungen zweier ungewöhnlicher, sich bewegender Objekte: 1i/'Oumuamua (entdeckt 2017) und 2i/Borisov (entdeckt 2019). Die Studie ergab, dass die Hypothese des interstellaren Ursprungs die Flugbahnen der beiden Objekte besser beschreibt. Die Studie legt außerdem nahe, dass Gasriesen, die durch die Nähe des Sonnensystems ziehen, Kometen mit großer Umlaufbahn möglicherweise destabilisieren und sie in ähnliche Umlaufbahnen wie diese beiden Objekte bringen könnten. Beobachtungen haben bisher keine Gasriesen ergeben, die mit diesen beiden Objekten in Verbindung gebracht werden könnten. Um den Ursprung dieser Objekte genauer bestimmen zu können, sind jedoch weitere theoretische und beobachtende Studien kleiner interstellarer Objekte erforderlich.

Die Ergebnisse wurden in den Monthly Notices of the Royal Astronomical Society veröffentlicht. Die dynamischen Eigenschaften von Objekten auf hyperbolischen Umlaufbahnen durch das innere Sonnensystem werden im Kontext zweier verschiedener Ursprünge untersucht: dem interstellaren Raum und der Oortschen Wolke. Wir leiten analytisch die Wahrscheinlichkeitsverteilungen der Exzentrizität e und der Periheldistanz q für jeden Ursprung ab und schätzen die Anzahl der pro Zeiteinheit erzeugten Objekte als Funktion dieser Größen. Durch Vergleich der Zahlen aus den beiden Quellen kann man beurteilen, welcher Ursprung für ein hyperbolisches Objekt mit einer bestimmten Exzentrizität und Periheldistanz wahrscheinlicher ist. Die Studie ergab, dass die Wahrscheinlichkeit, dass ein bestimmtes hyperbolisches Objekt einen interstellaren Ursprung hat, zunimmt, wenn Exzentrizität und Perihel abnehmen.

Im Gegensatz dazu steigt die Wahrscheinlichkeit, dass ein hyperbolisches Objekt von einem vorbeiziehenden Stern aus der Oortschen Wolke gestreut wird, mit abnehmender Exzentrizität und zunehmendem Perihel. Durch sorgfältige Betrachtung ihrer Bahnelemente gelangt man zu dem Schluss, dass 1I/2017U1'Oumuamua (e≃1,2 und Q≃0,26Au) und 2i/2019Q4 Borisov (e≃3,3 und Q≃2Au) beide höchstwahrscheinlich interstellaren Ursprungs sind und nicht aus der Oortschen Wolke gestreut wurden. Die Forscher stellten jedoch auch fest, dass Objekte der Oortschen Wolke durch substellare oder sogar subjoviane Massenstörer in hyperbolische Umlaufbahnen zerstreut werden könnten, wie die beiden oben genannten bekannten Beispiele. Dies unterstreicht die Notwendigkeit, das massearme Ende frei schwebender Brauner Zwerge und Planeten besser zu charakterisieren.

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Bo Ke Yuan | Forschung/Von: Nationales Astronomisches Observatorium von Japan

Fachzeitschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

DOI: 10.1093/mnras/stz3153

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