Stjärnor och kometer gör osannolika danspartner. Deras gravitationspartnerskap är ett som astronomer länge har misstänkt men aldrig sett - förrän nu. För första gången har en polsk grupp identifierat två stjärnor i närheten som verkar ha plockat upp sina iskalla partners och svänger dem till banor runt vår sol.
Astronomerna hittade den stellar duon efter att ha studerat rörelserna från över 600 stjärnor som kom inom 13 ljusår från solen. De nya fynden validerar en teori som föddes för mer än ett halvt sekel sedan, och har genom att göra det också visat hur sällsynta dessa stjärndanser kan vara.
Ute på solsystemets bortre kant, hängande som väggblommor runt planetdansgolvet, ligger Oort Cloud. Denna isiga grupp föremål lämnades kvar efter bildandet av solsystemet och skapade ett gigantiskt skal som omsluter vårt hemsystem som sträcker sig från 66 gånger avståndet till Neptunus till 9,23 biljoner mil (14,9 biljoner kilometer) från solen. Astronomer tror att Oort Cloud är en reservoar för kometer under lång tid - de som tar mer än 200 år att kretsa runt solen. Kometen Hale-Bopp, som har en 2500-årig omloppsbana, är en av de mest kända av dessa långvariga kometer.
Eftersom molnens existens först föreslogs av Jan Oort på 1950-talet har astronomer misstänkt att en så ofta kan en förbipasserande stjärna kunna plocka upp ett objekt och skicka det svängande på en vild resa genom vårt solsystem; den åkturen skulle få några av dessa kometer som strömmar genom natthimlen för oss att förundras över. Astronomer har ägnat många år på att försöka hitta bevis på dessa stjärndans, men ingen hade visats på ett slutgiltigt sätt tills nu.
Ett nytt papper, accepterat för publicering i tidskriften Monthly Notices of the Royal Astronomical Society och publicerat på preprint-databasen arXiv, beskriver hur astronomer beräknade banorna för nästan 650 stjärnor, som de jämförde med banorna på över 270 kometer med lång tid. I studien användes en katalog från Gaia-rymdskeppet, som har mätningar för cirka 1,7 miljarder astronomiska föremål, tillsammans med undersökningar som Pan-STARRS, som letar efter asteroider, kometer och andra små kroppar i vårt solsystem.
De skapade modeller för stjärnkometpar för att spola tillbaka och spela upp sin historia. Astronomerna skulle då "ta bort" en stjärna från sin modell för att se om det väsentligt förändrade partnerkometens omloppsbana. Om det gjorde det, kunde astronomerna veta att stjärnorna hade tanged med kometerna.
"I vår studie upptäckte vi bara två fall där detta faktiskt hände, och ändå observerar vi dussintals kometer varje år," berättade huvudstudieförfattaren Rita Wysoczańska, en astronom vid Institute Astronomical Observatory vid Adam Mickiewicz University i Polen, berättade Live Vetenskap. "Just nu kan vi säga att den mekanism som föreslagits av Oort inte är tillräckligt för att generera alla kometer som vi observerar."
Det är troligt att den kollektiva gravitationskraften hos mer avlägsna stjärnor kan öka kometerna till långa banor. Och när en komet kommer in i solsystemet kan den bli störd av planeterna däri.
"Jag tror att det i allmänhet är svårt att associera en viss komet med en viss stjärna," sa Coryn Bailer-Jones, en astronom vid Max Planck Institute for Astronomy i Tyskland, som inte var inblandad i den nya studien. "Vi måste också överväga bidraget från den galaktiska bakgrundspotentialen, som i huvudsak är påverkan från alla de andra mycket mer avlägsna, men också mycket fler, stjärnor i galaxen."
Att skapa datormodeller för att titta på alla dessa influenser, något som kallas en multibody-modell, är en mycket mer komplex och beräkningsintensiv uppgift.
Dessutom finns information ännu inte för varje stjärna. Med nuvarande data var astronomerna tvungna att förlita sig på uppskattningar för några av de stjärnmassorna och rörelserna. Astronomerna hoppas att en framtida datalösning av den stellarundersökning de använde kan hjälpa till att kasta mer ljus på komet-stjärnainteraktioner.
- Från Big Bang till nutid: Snapshots av vårt universum genom tiden
- 11 fascinerande fakta om vår mjölkväg Galaxy
- Spaced Out! 101 astronomibilder som kommer att blåsa ditt sinne
Redaktörens anmärkning: Den här artikeln uppdaterades för att indikera att astronomerna tittade på stjärnor som kom inom 13 ljusår från solen, inte 1,3 ljusår som hade skrivits.
