Astronomen wissen seit einiger Zeit, dass die meisten Systeme in unserer Galaxie nicht aus einzelnen Sternen, sondern aus Doppelsternpaaren bestehen. Darüber hinaus hat die Forschung in den letzten Jahrzehnten gezeigt, dass Sterne wie unsere Sonne tatsächlich in Haufen innerhalb von Sonnennebeln geboren werden. Dies hat in den letzten Jahren zu Bemühungen geführt, Sterne vom Typ G (gelber Zwerg) in unserer Galaxie zu lokalisieren, die die lange verschollenen „Sonnengeschwister“ der Sonne sein könnten.
Und jetzt hat eine neue Studie der Harvard-Astronomen Amir Siraj und Prof. Abraham Loeb gezeigt, dass die Sonne möglicherweise einst einen sehr ähnlichen binären Begleiter hatte, der aus unserem Sonnensystem geworfen wurde. Wenn sich dies bestätigt, könnten die Auswirkungen bahnbrechend sein, insbesondere wenn Theorien darüber vorliegen, wie sich die Oortsche Wolke gebildet hat und ob unser System in der Vergangenheit ein massives Objekt (Planet Neun) erfasst hat oder nicht.
Ihre Studie mit dem Titel „ Der Fall für einen frühen solaren binären Begleiter ”, erschien kürzlich inDie Briefe des Astrophysikalischen Journals.Für diese Studie betrachteten Siraj und Loeb die Bildung der Oortschen Wolke, die für Astronomen ein Rätsel bleibt. Der Grund dafür liegt in dem anhaltenden Problem, wie die Oort-Wolke und Streuscheibenobjekte (SDOs) jenseits der Neptunbahn ihr aktuelles Verhältnis erreicht haben.
Herauszoomen; das innere Sonnensystem (oben links), das äußere Sonnensystem (oben rechts), die Umlaufbahn von Sedna (unten rechts) und der innere Rand der Oortschen Wolke (unten links). Bildnachweis: NASA
Zuvor waren Astronomen der Meinung, dass sich die Oortsche Wolke aus Trümmern gebildet hat, die bei der Bildung des Sonnensystems und seiner Nachbarn übrig geblieben sind. Mit anderen Worten, sie glaubten, dass die Objekte, die diese Region bevölkerten, von den Planeten auf große Entfernungen zerstreut wurden und einige sogar zwischen Sternen ausgetauscht wurden. Wie Siraj kürzlich in einem CfA . erklärte Veröffentlichung , könnte ein binäres Modell des Sonnensystems das fehlende Puzzleteil liefern:
„Vorherige Modelle hatten Schwierigkeiten, das erwartete Verhältnis zwischen verstreuten Scheibenobjekten und äußeren Oortschen Wolkenobjekten herzustellen. Das binäre Einfangmodell bietet eine erhebliche Verbesserung und Verfeinerung, was im Nachhinein offensichtlich ist: Die meisten sonnenähnlichen Sterne werden mit binären Begleitern geboren.“
In der Vergangenheit haben Astronomen behauptet, dass sich die Oort-Wolke im Geburtshaufen, in dem die Sonne geboren wurde, als Ergebnis des Widerstands durch dichtes Haufengas gebildet hat. Leider behindert in diesem Szenario derselbe Widerstand die Streuung von Kometen in den transneptunischen Regionen auf große Entfernungen, was nicht mit dem übereinstimmt, was wir heute bei transneptunischen Objekten (TNOs) sehen.
„Binäre Systeme sind bei der Erfassung von Objekten weitaus effizienter als einzelne Sterne“, fügte Loeb hinzu. „Wenn sich die Oortsche Wolke wie beobachtet bildet, würde dies bedeuten, dass die Sonne tatsächlich einen Begleiter mit ähnlicher Masse hatte, der verloren ging, bevor die Sonne ihren Geburtshaufen verließ.“
Wenn sich die Sonne tatsächlich mit einem binären Begleiter gebildet hat, stellt sich natürlich die Frage, wo sich dieser Begleiter heute befindet. Dazu stellen Siraj und Loeb die Hypothese auf, dass der Gravitationseinfluss von vorbeiziehenden Sternen im Geburtshaufen ihn weggefegt haben könnte. Dies steht im Einklang mit vorherige Forschung von Astronomen des CfA durchgeführt, was darauf hindeutet, dass unser Sonne hat vor Milliarden von Jahren einen sonnenähnlichen Gefährten verloren .
Tatsächlich gaben Astronomen im Jahr 2018 bekannt, dass sie eines der Geschwister der Sonne nach der Beobachtung eines exakter Zwilling etwa 184 Lichtjahre von der Erde entfernt. „Vor dem Verlust des Binärsystems hätte das Sonnensystem jedoch bereits seine äußere Hülle von Objekten erfasst, nämlich die Oortsche Wolke und die Population von Planet Neun“, sagte Siraj. „Der lange verschollene Begleiter der Sonne könnte jetzt überall in der Milchstraße sein.“
Darüber hinaus könnte diese Studie Auswirkungen auf die Existenz von Planet Neun (alias Planet X), ein Planet von Neptungröße, von dem angenommen wird, dass er eine stark verlängerte Umlaufbahn hat, die ihn weit hinter Pluto platziert. Astronomen haben die Theorie aufgestellt, dass dieser Planet existiert, basierend auf der Tatsache, dass bestimmte Familien kleinerer Objekte im Kuipergürtel einzigartige Umlaufbahnen die auf die Anwesenheit einer anderen Leiche in der Umgebung schließen lassen.
In den letzten Jahren haben einige Astronomen vorgeschlagen, dass Planet Neun tatsächlich ein urzeitliches Schwarzes Loch am Rande unseres Sonnensystems sein könnte. Es wurde ferner vorgeschlagen, dass die Anwesenheit dieses Schwarzen Lochs durch auf Fackeln achten das würde erzeugt werden, wenn es einen Kometen verzehrt. Natürlich werden zukünftige Missionen benötigt, um die wahre Natur von Planet Neun zu bestimmen (falls er tatsächlich existiert).
Künstlerische Darstellung von Planet Neun als Eisriese, der die zentrale Milchstraße verdunkelt, mit einer sternförmigen Sonne in der Ferne. Bildnachweis: Tom Ruen/Wikipedia Commons/ESO
Auf jeden Fall untermauern die Ergebnisse der Studie von Siraj und Loeb die Argumente dafür, dass Planet Nine ein gefangener Körper , eine andere Theorie, die herumgeprügelt wird. Als Loeb erklärt , ihre Ergebnisse deuten auch darauf hin, dass es Gefährten im äußeren Sonnensystem hat:
„Das Rätsel betrifft nicht nur die Oortschen Wolken, sondern auch extreme transneptunische Objekte wie den potenziellen Planeten Neun. Es ist unklar, woher sie kamen, und unser neues Modell sagt voraus, dass es mehr Objekte mit einer ähnlichen Orbitalorientierung wie Planet Neun geben sollte.“
Die Implikationen dieser Forschung gehen jedoch über die Entstehung des Sonnensystems hinaus und bieten sogar neue Einblicke in die Entstehung des Lebens hier auf der Erde zur Erde und zum Aussterben der Dinosaurier“, sagte Siraj. 'Es ist wichtig, ihre Herkunft zu verstehen.'
Diese und andere Theorien über die Oortsche Wolke und Planet Neun (und mögliche Begleiter) erfordern weitere Beobachtungen des äußeren Sonnensystems. Im Moment ist dies für Astronomen aufgrund ihrer schieren Entfernung von der Sonne eine große Herausforderung. Dies könnte sich jedoch Anfang nächsten Jahres ändern, wenn die Vera C. Rubin-Observatorium – früher bekannt als Large Synoptic Survey Telescope (LSST) – sammelt sein erstes Licht.
Künstlerische Darstellung eines Kuipergürtel-Objekts im äußeren Sonnensystem. Bildnachweis: NASA, ESA und G. Bacon (STScI)
Sobald dieses Observatorium in Betrieb ist, wird es umfangreiche astronomische Vermessungen des südlichen Himmels durchführen und das Universum kartieren, um den Einfluss von Dunkler Materie und Dunkler Energie zu bestimmen und mehr über vorübergehende Phänomene zu erfahren. Darüber hinaus wird das VRO Zeit für die Kartierung kleiner Objekte in den Sonnensystemen wie erdnahen Asteroiden (NEAs) und Kuiper Belt Objects (KBOs) aufwenden, wodurch die Anzahl der katalogisierten Objekte um den Faktor 10 bis 100 erhöht wird.
Wie er es ausdrückte, ist Siraj optimistisch, dass die VRO auch ein Licht auf die mögliche Existenz massiver Körper im äußeren Sonnensystem werfen wird:
„Wenn das VRO die Existenz von Planet Neun und einen eingefangenen Ursprung bestätigt und auch eine Population ähnlich eingefangener Zwergplaneten findet, dann wird das Binärmodell gegenüber der einsamen Sterngeschichte bevorzugt, die lange angenommen wurde.“
Weiterlesen: CfA , Die Briefe des Astrophysikalischen Journals
