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太阳系中的星际天体:1. 来自盖亚早期数据发布3的各向同性运动学

地球与行星天体物理 2021-03-08 v1 星系天体物理

摘要

1I/'Oumuamua(或1I)和2I/Borisov(或2I)是首批被发现穿过太阳系通过的星际天体(ISOs),它们开辟了系外天体研究的全新领域。发现更多ISOs并规划拦截或交会这些天体的任务,将极大受益于对其可能轨道和到达率的了解。在此,我们利用盖亚早期数据发布3近邻恒星目录中的本地恒星速度分布以及标准引力聚焦模型,预测进入太阳系的ISOs的速度依赖通量。基于约0.1 AU3^{-3}的1I型ISO数密度,我们预测每年共有约6.9个此类天体经过距太阳1 AU范围内。该通量将具有相当大的高速尾,预测半数 incoming ISOs在无穷远处的速度v_{\infty} > 40 km s1^{-1}。我们的模型预测约92%的 incoming ISOs将属于银河系薄盘,约6%(约每十年4个)来自厚盘,约每十年1个来自晕,至多约每世纪3个为不受束缚天体,即从我们星系抛射出或从另一星系进入银河系者。在我们的模型中,具有极低v_{\infty} \lesssim 1.5 km s1^{-1}的ISOs速率如此之低,以至于任何 incoming 极低速度ISOs都可能是先前丢失的太阳系天体。最后,我们估计2I型ISO的彗星状数密度约为7 ×\times 105^{-5} AU3^{-3},导致未来望远镜巡天发现这些天体的速率可能接近每十年一次。

关键词

引用

@article{arxiv.2103.03289,
  title  = {Interstellar Objects in the Solar System: 1. Isotropic Kinematics from the Gaia Early Data Release 3},
  author = {T. Marshall Eubanks and Andreas M. Hein and Manasvi Lingam and Adam Hibberd and Dan Fries and Nikolaos Perakis and Robert Kennedy and W. P. Blase and Jean Schneider},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2103.03289},
  year   = {2021}
}

备注

Submitted to the Astronomical Journal