Частота прохождения планет-кочевников в пределах 30 а.е. от Солнца.

По недавней оценке Института астрофизики и космологии элементарных частиц Кавли (совместный институт Стэнфорда и SLAC) существует примерно в 100 000 раз больше «кочующих планет», чем звезд.

Я нашел « The Close Approach of Stars in the Solar Neighborhood», Matthews, RAJ, Quarterly Journal of the Royal Astronomical Society, Vol. 35, No. данное расстояние должно быть

Ф р ( р ) "=" 2 π р 2 р с В с

где

В с ≈ 19,5  км / второй

и

р с ≈ 0,11  звезды / парсек 3

в результате чего

Ф р ( р ) ≈ 10 − 5 р [ ПК ] 2 год − 1

Предполагая, что эти оценки точны и подставляя

р с ≈ 11000  планеты / парсек 3

и

р [ ПК ] ≈ 0,000145  парсек

мы получаем частоту

Ф р ≈ ( 10 − 5 ) ( 0,000145 2 ) ( 10 5 ) / год

или

Ф р ≈ 2 × 10 − 8 / год

Это дает нам чистое «близкое столкновение» Солнечной системы с планетой-кочевником примерно каждые 50 миллионов лет.

Кажется ли это разумной оценкой?

Ваш LaTeX делал именно то, что вы ему сказали. Есть несколько способов получить вертикальный текст в математическом режиме. Я применил один из них для вас. Вы можете увидеть, что я сделал, просмотрев историю редактирования.
Без сомнения, эти планеты не будут распределены равномерно, а свободно сгруппированы в потоки, облака или слои, связанные с расположением окружающих звезд и галактической структурой. Они могут быть редкими в областях, где звезды проносятся мимо, и, возможно, более плотными в областях, где звезд мало, например, между галактическими рукавами. Но с такой новой гипотетической идеей нужно начинать с какой-то грубой оценки, чтобы направить дальнейшие размышления.

Ответы (1)

Я решил посмотреть, дает ли оценка, к которой вы пришли, разумный результат.

0,000145 парсеков (30 а.е., примерно радиус орбиты Нептуна) — действительно близкое сближение. Эта близость заставила меня сначала подумать, что 50 миллионов лет кажутся частыми. У нас нет свидетельств того, что планеты-гиганты так часто проходят рядом.

Затем я посмотрел на массовое распределение этих «кочевых планет». В статье говорится, что они «от размера Плутона до размера больше Юпитера», или 0,002 М Е к > 300 М Е . Можно предположить, что тел размером с карликовую планету гораздо больше, чем газовых гигантов.

Теперь мы спрашиваем, кажется ли это правильным? Примерно каждые 50 миллионов лет тело размером с Плутон проходит так близко, как орбита Нептуна? И я должен сказать да, это кажется разумным . Тело размером с Плутон не произвело бы большого возмущения на таком расстоянии, почти наверняка недостаточного, чтобы существенно повлиять на орбиты планет, и лишь иногда достаточного, чтобы возмутить несколько объектов Облака Оорта и пояса Койпера.

(Тело размером с Юпитер может проходить так близко гораздо реже — в масштабах времени около миллиарда лет; вы можете себе представить, что это может помочь объяснить некоторые аномалии, такие как распределение орбит гигантской планеты, но это всего лишь предположение.)

Это похоже на то, как астероиды довольно часто проходят ближе, чем расстояние от Луны до Земли. Это интересно и заметно, но не катастрофично, что заставляет меня, исходя из интуиции, сказать, что ваша оценка обоснована.

Далее: поскольку можно предположить, что тел размером с Плутон гораздо больше, чем тел размером с Юпитер, то допустим тогда, что распределение является примерно логарифмическим: мы получаем в среднем тело размером с Плутон каждые 50 миллионов лет, тело размером с Луну каждые 150 миллионов, тело размером с Марс каждые 350 миллионов, тело размером с Землю каждые миллиард лет. Вовсе не звучит неразумно.
Различные исследования микролинзирования в 90-х годах эффективно измеряли верхнюю часть этого распределения. Не знаю, где искать и насколько легко будет интерпретировать данные.
Частота прохождения планет-кочевников в пределах 30 а.е. от Солнца.
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v