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太阳系中的双曲线轨道:星际起源还是受扰动的奥尔特云彗星?

地球与行星天体物理 2020-01-08 v1

摘要

我们研究穿过太阳系内部的双曲线轨道天体的动力学性质,考虑两种不同的潜在来源:星际空间与奥尔特云。我们解析推导了每种来源下偏心率 ee 和近日点距离 qq 的概率分布,并估计了单位时间内作为这些量函数的天体产生数目。通过比较两种来源的数目,我们评估具有给定偏心率和近日点距离的双曲线天体更可能源自何处。我们发现,给定双曲线天体为星际起源的可能性随偏心率和近日点距离的减小而增加。反之,双曲线天体由经过恒星从奥尔特云散射而来的可能性随偏心率减小和近日点距离增大而增加。通过仔细考量其轨道要素,我们得出结论:1I/2017 U1 'Oumuamua(ee\simeq 1.2 且 qq\simeq 0.26 au)与 2I/2019 Q4 Borisov(ee\simeq 3.3 且 qq\simeq 2 au)均最可能为星际起源,而非从奥尔特云散射而来。然而,我们也发现奥尔特云天体可被亚恒星乃至亚木星质量扰动体散射进入类似这两个已知样本的双曲线轨道。这凸显了更好地刻画自由漂浮棕矮星与行星种群低质量端的必要性。

关键词

引用

@article{arxiv.1911.04524,
  title  = {Hyperbolic Orbits in the Solar System: Interstellar Origin or Perturbed Oort Cloud Comets?},
  author = {Arika Higuchi and Eiichiro Kokubo},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1911.04524},
  year   = {2020}
}

备注

9 pages, 7 figures, accepted for publication in MNRAS