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塑造外太阳系的恒星飞掠轨迹

地球与行星天体物理 2024-09-06 v1 星系天体物理 太阳与恒星天体物理

摘要

与太阳系行星不同,海王星之外的数千个较小天体在偏心率(e>e > 0.1)和倾角(i>i> 3^\circ)轨道上绕太阳运行。尽管在太阳系演化早期阶段巨行星的迁移可以引起海王星外天体(TNO)的大量散射,但这一过程无法解释处于行星作用范围之外、数量稀少的遥远 TNO(rp>r_p > 60 au)。另一种场景,即另一颗恒星的近距离飞掠,可以同时产生所有这些 TNO 特征,但此类相遇的可能参数空间非常广阔。在此,我们将观测到的 TNO 特性与数千次飞掠模拟进行比较,以确定能够再现所有不同动力学 TNO 群体、其位置及其相对丰度的飞掠的具体特性,并发现一颗质量为 0.80.1+0.1^{+0.1}_{-0.1} MM_{\odot}、以 rp= r_p = 110 ±\mathbf{\pm} 10 au 的距离掠过且倾角为 ii = 70^\circ 10+5^{+5}_{-10} 的恒星给出了近乎完美的匹配。这次飞掠还再现了逆行 TNO 群体,这一群体此前一直难以解释。此类飞掠相当频繁;在银河系中,至少有1.4亿颗太阳型恒星可能经历过类似的飞掠。鉴于这些结果,我们预测即将投入使用的 Vera Rubin 望远镜将揭示遥远和逆行 TNO 是相对常见的。

关键词

引用

@article{arxiv.2409.03342,
  title  = {Trajectory of the stellar flyby that shaped the outer solar system},
  author = {Susanne Pfalzner and Amith Govind and Simon Portegies Zwart},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2409.03342},
  year   = {2024}
}

备注

15 pages, 3 figures Open access version of original Nature Astronomy available under 10.1038/s41550-024-02349-x