Enkele van de bijzondere aspecten van ons zonnestelsel:een omhullende wolk van kometen, dwergplaneten in vreemde banen en, als het echt bestaat, een mogelijke Planeet Negen ver van de zon - zijn in verband gebracht met de dichte nadering van een andere ster in de kinderschoenen van ons systeem, waardoor de dingen op hol geslagen zijn.

Maar zijn stellaire flyby's echt in staat om planeten omver te werpen, kometen en asteroïden scheef, hele planetenstelsels omvormen?

Astronomen van UC Berkeley en Stanford University denken nu een smoking gun te hebben gevonden.

Een planeet die rond een jonge dubbelster draait, is mogelijk verstoord door een ander paar sterren dat tussen 2 en 3 miljoen jaar geleden te dicht bij het systeem schaatste. kort daarna werd de planeet gevormd uit een wervelende schijf van stof en gas.

Indien bevestigd, dit ondersteunt argumenten die stellaire missers sluiten, helpen bij het vormgeven van planetaire systemen en kunnen bepalen of ze al dan niet planeten met stabiele banen herbergen.

"Een van de mysteries die voortkomen uit de studie van exoplaneten is dat we systemen zien waar de planeten niet goed uitgelijnd zijn, ook al zijn ze in een flat geboren, ronde schijf, " zei Paul Kalas, een UC Berkeley adjunct-hoogleraar sterrenkunde. "Misschien heeft een kosmische tsunami deze systemen getroffen en alles over hen herschikt, maar we hebben geen bewijs gehad. Onze paper geeft zeldzaam observatiebewijs voor een van deze flybys die een van de planetaire systemen in de melkweg zachtjes beïnvloedt."

Astronomen zijn al op zoek naar een stellaire flyby in het verleden van ons zonnestelsel, maar aangezien dat waarschijnlijk 4,6 miljard jaar geleden gebeurde, het meeste bewijs is koud geworden. Het sterrenstelsel dat de astronomen bestudeerden, alleen geïdentificeerd door het nummer HD 106906 en gelegen op ongeveer 300 lichtjaar van de aarde in de richting van het sterrenbeeld Crux, is erg jong, slechts ongeveer 15 miljoen jaar oud.

Kalas en Robert De Rosa, een voormalige UC Berkeley-postdoc die nu een onderzoekswetenschapper is bij Stanford's Kavli Institute for Particle Astrophysics and Kosmology, hun bevindingen beschrijven in een paper dat is geaccepteerd voor publicatie in de Astronomisch tijdschrift en nu online beschikbaar.

Schurken sterren

Kalas, die jong studeert, nieuw gevormde planetenstelsels om te proberen te begrijpen wat er gebeurde in de eerste jaren van ons eigen zonnestelsel, richtte zich voor het eerst op HD 106906 in 2015 nadat werd ontdekt dat deze een enorme planeet in een hoogst ongebruikelijke baan om de aarde had. De planeet, genaamd HD 106906 b, heeft een massa van ongeveer 11 Jupiters, en het draait om HD 106906 - onlangs onthuld als een dubbelster - in een baan met een kanteling van ongeveer 21 graden ten opzichte van het vlak van de schijf die al het andere materiaal rond de ster bevat. Zijn huidige locatie is minstens 738 keer verder van zijn ster dan de aarde van de zon, of ongeveer 18 keer verder van zijn ster dan Pluto van de zon.

Kalas gebruikte zowel de Gemini Planet Imager op de Gemini Telescope in de Chileense Andes als de Hubble Space Telescope om HD 106906 nauwkeuriger te bekijken en ontdekte dat de ster een scheve kometengordel heeft. ook. De vreemde baan van de planeet en het feit dat de stofschijf zelf asymmetrisch is, gaven aan dat iets het jonge systeem had verstoord.

Kalas en zijn collega's, waaronder De Rosa, stelde voor dat de planeet uit zijn zonnestelsel was geschopt door interacties met een andere, nog niet eerder geziene planeet in het systeem of door een passerende ster. Kalas en De Rosa geloven nu dat beide zijn gebeurd:de planeet werd in een excentrische baan geschopt toen hij gevaarlijk dicht bij de centrale dubbelster kwam, een scenario voorgesteld in 2017 door theoreticus Laetitia Rodet en haar medewerkers van het Grenoble Observatorium in Frankrijk. Herhaalde zwaartekrachtschoppen van het binaire getal zouden de planeet snel in de interstellaire ruimte hebben geworpen, maar de passerende sterren hebben de planeet gered door haar baan naar een veiligere afstand van de dubbelster te verplaatsen.

Het Gaia-ruimteobservatorium gaf hen de gegevens die ze nodig hadden om hun hypothese te testen. Gaia, gelanceerd in 2012 door het Europees Ruimteagentschap, verzamelt nauwkeurige afstandsmetingen, positie en beweging voor 1,3 miljard sterren in het Melkwegstelsel, een catalogus 10, 000 keer groter dan Gaia's voorganger, Hipparcos.

Kalas en De Rosa verzamelden Gaia-informatie over 461 sterren in dezelfde cluster als HD 106906 en berekenden hun posities terug in de tijd - de kosmische klok omgekeerd, om zo te zeggen - en ontdekte dat een ander dubbelstersysteem misschien 3 miljoen jaar geleden dichtbij genoeg is gekomen om het planetaire systeem te veranderen.

"Wat we hier hebben gedaan, is de sterren vinden die HD 106906 b de extra zwaartekrachtstoot hadden kunnen geven, een tweede schop zodat het een lange levensduur werd, net zoals een hypothetische planeet negen in ons zonnestelsel zou zijn, ' zei Kalas.

Ze ontdekten ook dat de dubbelster binnenkwam op een baan die zich binnen ongeveer 5 graden van de schijf van het systeem bevond, waardoor het nog waarschijnlijker is dat de ontmoeting een sterke en blijvende impact had op HD 106906.

Zulke dubbele trappen kunnen belangrijk zijn voor het stabiliseren van planeten, asteroïden en kometen rond sterren, zei Kalas.

"Het bestuderen van het HD 106906-planetenstelsel is alsof je teruggaat in de tijd om de Oort-wolk van kometen rond onze jonge zon te zien vormen, " zei hij. "Onze eigen reuzenplaneten schopten door de zwaartekracht talloze kometen naar buiten tot grote afstanden. Velen werden volledig uitgeworpen, interstellaire objecten worden zoals ?Oumuamua, maar anderen werden beïnvloed door passerende sterren. Die tweede trap door een stellaire flyby kan de baan van een komeet losmaken van verdere ontmoetingen met de planeten, het redden van het vooruitzicht van uitwerpen. Deze reeks gebeurtenissen heeft het meest primitieve materiaal van het zonnestelsel miljarden jaren lang bewaard in een vriezer ver van de zon."

Kalas hoopt dat toekomstige waarnemingen, zoals een bijgewerkte catalogus van Gaia-metingen, zal de betekenis van de flyby op HD 106906 verduidelijken.

"We begonnen met 461 verdachten en ontdekten er twee die op de plaats van het misdrijf waren, " zei hij. "Hun exacte rol zal worden onthuld als we meer bewijs verzamelen."