70.000 jaar geleden hebben onze voorouders met scherpe ogen misschien iets in de lucht opgemerkt: een rode dwergster die zo dicht als 1 lichtjaar bij onze zon kwam. Ze zouden de kleine, vage metgezel van de rode dwerg - een bruine dwerg - hebben gemist en in ieder geval zouden ze snel zijn teruggekeerd naar hun jacht en verzameling. Maar het bezoek van die ster aan ons zonnestelsel had een impact die astronomen nog steeds kunnen zien.
De ster in kwestie wordt Scholz's ster genoemd, naar astronoom Ralf-Dieter Scholz, de man die hem in 2013 ontdekte. Een nieuwe studie gepubliceerd in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society door astronomen van de Complutense Universiteit van Madrid en van de universiteit van Cambridge, toont de impact die Scholz's ster had. Hoewel de ster nu bijna 20 lichtjaar verwijderd is, veranderde de nabijheid van onze zon de baan van sommige kometen en asteroïden in ons zonnestelsel.
Als het om ons zonnestelsel ging, 70.000 jaar geleden, ging de ster van Scholz de Oort Cloud in. De Oortwolk is een reservoir van voornamelijk ijzige objecten dat het bereik van ongeveer 0,8 tot 3,2 lichtjaar van de zon beslaat. Het bezoek aan de Oort Cloud werd voor het eerst uitgelegd in een paper in 2015. Deze nieuwe paper volgt dat werk op en laat zien welke impact het bezoek had.
"Met behulp van numerieke simulaties hebben we de stralingen of posities in de lucht berekend waaruit al deze hyperbolische objecten lijken te komen." - Carlos de la Fuente Marcos, Complutense Universiteit van Madrid.
In dit nieuwe artikel bestudeerden de astronomen bijna 340 objecten in ons zonnestelsel met hyperbolische banen, die eerder V-vormig dan elliptisch zijn. Hun conclusie is dat het traject van een aanzienlijk aantal van deze objecten werd bepaald door het bezoek van de ster van Scholz. "Met behulp van numerieke simulaties hebben we de stralingen of posities in de lucht berekend waaruit al deze hyperbolische objecten lijken te komen", legt Carlos de la Fuente Marcos uit, een co-auteur van de studie die nu is gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . Ze ontdekten dat er een cluster van deze objecten in de richting van de Gemini-constellatie is.
'In principe', voegt hij eraan toe, 'zou je verwachten dat die posities gelijkmatig in de lucht zijn verdeeld, vooral als deze objecten uit de Oort-wolk komen. Wat we echter vinden, is heel anders: een statistisch significante opeenhoping van straling. De uitgesproken overdichtheid lijkt geprojecteerd in de richting van het sterrenbeeld Tweelingen, wat past bij de ontmoeting met de ster van Scholz. "
Er zijn vier manieren waarop objecten zoals die in de studie hyperbolische banen kunnen krijgen. Ze kunnen interstellair zijn, zoals de asteroïde Oumuamua, wat betekent dat ze die banen hebben verkregen van een of andere oorzaak buiten ons zonnestelsel. Of ze kunnen inheems zijn in ons zonnestelsel, oorspronkelijk gebonden aan een elliptische baan, maar in een hyperbolische baan geworpen door een nauwe ontmoeting met een van de planeten, of de zon. Voor objecten die oorspronkelijk uit de Oort Cloud komen, zouden ze kunnen starten in een hyperbolische baan vanwege interacties met de galactische schijf. Eindelijk, opnieuw voor objecten uit de Oort-wolk, konden ze door interactie met een passerende ster in een hyperbolische baan worden geworpen. In deze studie is de passerende ster de ster van Scholz.
De timing van het bezoek van Scholz's ster aan de Oortwolk en ons zonnestelsel valt sterk samen met de gegevens in deze studie. Het is zeer onwaarschijnlijk dat het toeval is. "Het kan toeval zijn, maar het is onwaarschijnlijk dat zowel locatie als tijd compatibel zijn", zegt De la Fuente Marcos. De la Fuente Marcos wijst er zelfs op dat hun simulaties suggereren dat de ster van Scholz nog dichterbij kwam dan de 0,6 lichtjaren die in de studie van 2015 werden aangegeven.
Het enige potentieel zwakke punt van deze studie wordt door de auteurs zelf aangegeven. Zoals ze in hun samenvatting zeggen: “… vanwege hun unieke aard zijn de orbitale oplossingen van hyperbolische kleine lichamen gebaseerd op relatief korte observatiebogen en dit feit heeft een impact op hun betrouwbaarheid. Van de 339 objecten in de steekproef hebben er 232 onzekerheden gemeld en 212 excentriciteit met statistische significantie. ” Vertaald betekent dit dat sommige van de berekende banen van individuele objecten fouten kunnen bevatten. Maar het team verwacht dat de algemene conclusies van hun onderzoek correct zijn.
De studie van kleine objecten met hyperbolische banen is verhit sinds de interstellaire asteroïde Oumuamua zijn bezoek bracht. Deze nieuwe studie verbindt met succes één populatie hyperbolische objecten met een prehistorisch bezoek aan ons zonnestelsel door een andere ster. Het team achter de studie verwacht dat vervolgstudies hun resultaten zullen bevestigen.
