Астрономы обнаружили космические «супермагистрали» для быстрого перемещения по Солнечной системе

Астрономы обнаружили, что невидимые структуры, порожденные гравитационными взаимодействиями в Солнечной системе, создали сеть «космических супермагистралей», сообщает sciencealert.com. Эти каналы позволяют быстро перемещать объекты в пространстве и могут быть использованы для целей исследования космоса, а также для изучения комет и астероидов.

Проанализировав наблюдаемые данные и данные моделей, группа исследователей во главе с Наташей Тодорович из белградской астрономической обсерватории в Сербии обнаружила, что космические супермагистрали состоят из ряда соединенных арок внутри этих невидимых структур, называемых космическими коллекторами, — и каждая планета генерирует свои собственные коллекторы, вместе создавая то, что исследователи назвали «истинным небесным автобаном».

Эта сеть может переносить объекты с Юпитера на Нептун в течение нескольких десятилетий, а не в гораздо более длительных временных масштабах, порядка сотен тысяч или миллионов лет, обычно встречающихся в Солнечной системе.

Тодорович и ее команда использовали инструмент, называемый быстрым индикатором Ляпунова (FLI), обычно используемый для обнаружения хаоса. Поскольку хаос в Солнечной системе связан с существованием стабильных и нестабильных многообразий, на коротких временных масштабах FLI может захватывать следы многообразий, как стабильных, так и нестабильных, динамической модели, к которой он применяется.

«Здесь, — писали исследователи в своей статье, — мы использовали FLI для обнаружения присутствия и глобальной структуры космических многообразий и захвата нестабильностей, действующих на орбитальных временных масштабах; то есть мы используем этот чувствительный и хорошо зарекомендовавший себя численный инструмент для более общего определения областей быстрого переноса внутри Солнечной системы».

Они собрали численные данные об орбитах миилионов космических тел в Солнечной системе (астероиды, кометы) и вычислили, как эти орбиты согласуются с известными многообразиями, моделируя возмущения, создаваемые семью крупными планетами, от Венеры до Нептуна.

 

И они обнаружили, что наиболее заметные дуги на возрастающих гелиоцентрических расстояниях связаны с Юпитером, а наиболее сильно-с его многообразиями точек Лагранжа. Все близкие встречи Юпитера, смоделированные с помощью тестовых частиц, посещали окрестности первой и второй точек Лагранжа Юпитера.

Несколько десятков или около того частиц были затем брошены на планету на встречном курсе; но огромное количество больше, около 2000, отделилось от своих орбит вокруг Солнца, чтобы войти в гиперболические орбиты побега. В среднем эти частицы достигли Урана и Нептуна 38 и 46 лет спустя, соответственно, причем быстрее всего они достигли Нептуна менее чем за десятилетие.

Большинство — около 70 процентов — достигли расстояния в 100 астрономических единиц (среднее орбитальное расстояние Плутона составляет 39,5 астрономических единиц) менее чем за столетие.

Огромное влияние Юпитера не является большим сюрпризом. Юпитер, помимо Солнца, является самым массивным объектом в Солнечной системе. Но исследователи обнаружили, что все планеты будут генерировать одни и те же структуры в масштабах времени, соизмеримых с их орбитальными периодами.

Это новое понимание может помочь нам лучше понять, как кометы и астероиды движутся вокруг внутренней части Солнечной системы, и их потенциальную угрозу для Земли. И, конечно, есть потенциал для будущих миссий по исследованию Солнечной системы.