Облако Оорта традиционно считается самой удаленной границей Солнечной системы, расположенной на расстоянии немногим более чем в один световой год от Земли. Однако недавняя математическая модель, разработанная двумя американскими учеными, указывает на то, что наша система может простираться значительно дальше. Исследование выявило область космоса, находящуюся на огромном удалении, где космические объекты потенциально могут испытывать гравитационное притяжение нашей звезды. В случае подтверждения этого прогноза, потребуется переоценка границ Солнечной системы.
Многие эксперты считают, что предел Солнечной системы заканчивается там, зоной гравитационного влияния. В этой области притяжение нашей звезды ослабевает и уступает место воздействию других небесных тел. Область вокруг астрономического объекта, будь то Солнце, другая звезда, планета или спутник, где он обладает способностью удерживать менее массивные тела, называется Сферой Хилла.
В отношении нашего светила зоной Хилла называют гипотетическую облако Оорта, речь идет о его внешней границе, точнее — о внешней части. Это плотная сфера, состоящая из триллионов ледяных обломков, вращающихся вокруг Солнца на расстоянии, превышающем один световой год. Почему используется термин «гипотетический»? Потому что ученые пока не смогли подтвердить его существование прямыми наблюдениями, хотя существует множество косвенных свидетельств, указывающих на реальность облака Оорта.
Ученые на протяжении долгого времени стремятся установить пределы Солнечной системы и выяснить, на каком удалении от него его гравитационное воздействие прекращает оказывать влияние на другие тела.
Американский математик Эдвард Белбруно (Edward Belbruno) окончил Иешива-университет в Нью-Йорке, а также занимал должность главного научного сотрудника NASA, был Джеймс Грин ( James Green) в ходе компьютерного моделирования была предпринята попытка определить гравитационное воздействие Солнца на различные объекты.
Посредством моделирования ученые изучили нашу звезду и прилегающее к ней пространство и установили, что на удалении 3,81 светового года от Земли находится область, где космические тела могут испытывать гравитационное притяжение Солнца. Данное расстояние значительно превышает границы предполагаемого облака Оорта. О результатах исследования авторы сообщили в научной публикации, опубликованной на сайте электронного архива препринтов arXiv.
Согласно расчетам, выполненным Белбруно и Грином, между Солнцем и центром Галактики обнаружена область, имеющая определенное сходство с точки Лагранжа. Эти области находятся в системе, включающей два массивных тела, причем плоскость их орбит совпадает с зонами равновесия, где наблюдается гравитационный баланс. Небольшое тело, оказавшееся в такой точке, будет оставаться в состоянии покоя относительно первого и второго тел, поскольку на него с одинаковой силой действуют гравитационные силы со стороны обоих объектов.
В нашей Солнечной системе существуют точки Лагранжа, в качестве примера можно привести точка Лагранжа L2 системы «Солнце — Земля» . Для удержания космических аппаратов, таких как орбитальная обсерватория «Джеймс Уэбб», ученые применяют гравитационное притяжение Земли и Солнца. Благодаря этому телескоп может оставаться стабильным, экономя топливо для выполнения других задач.
Используемая Белбруном и Грином математическая модель позволила определить два участка в пространстве, где объекты сначала демонстрируют поведение, характерное для точек Лагранжа, а затем внезапно изменяют траекторию своего движения. В этих областях гравитационные силы, исходящие от Солнца и Млечного Пути, оказывают взаимное воздействие, однако на определённом этапе гравитация нашего светила преобладает и приводит к тому, что космические тела переходят на нестандартную орбиту вокруг звезды.
В ходе исследований было установлено, что объекты, оказавшиеся в этой области, изначально будут двигаться по эллиптической траектории, однако в дальнейшем их орбиты изменятся и приобретут другую форму множество Мандельброта — фрактальный узор, характеризующийся бесконечными симметричными завихрениями и формами. Фактически, эти тела сохранятся на новой орбите навсегда, не будут изгнаны обратно в межзвездное пространство и не испытают столкновения с Солнцем.
Согласно данным, полученным от модели, существует вероятность того, что гравитационное влияние ближайшей к Солнцу звезды — красного карлика Проксима Центавра, находящегося на расстоянии 4,2 световых года, может повлиять на их траекторию.
В научной работе авторы подчеркнули значимость данной области с научной точки зрения, так как она способна удерживать объекты определенного типа, например, планеты-сироты или межзвездные кометы и астероиды, подобные Оумуамуа.
Ученые полагают, что область, спрогнозированная математической моделью, требует детального исследования с использованием высокопроизводительных телескопов, в том числе широкоугольного телескопа-рефлектора обсерватории Веры Рубин, запуск которого запланирован на 2025 год.
В случае, если научные приборы зафиксируют в этой зоне планеты-сироты, кометы или астероиды, оказавшиеся под воздействием гравитации Солнца, это подтвердит предположение Белбруно и Грина. Это также свидетельствует о том, что гравитационное воздействие нашей звезды простирается значительно дальше, чем предполагалось. В таком случае потребуется пересмотр границ Солнечной системы.