La frecuencia de nómada planetas que pasa dentro de 30 AU del sol

Question

Una estimación reciente por el Instituto Kavli para Astrofísica de partículas y Cosmología (un conjunto instituto de Stanford y SLAC) es que no son alrededor de 100.000 veces como muchos 'nómada planetas como estrellas

He encontrado "El Acercamiento de las Estrellas en el Solar del Barrio, Matthews, R. A. J., Revista Trimestral de la Real Sociedad Astronómica, Vol. 35, NO. 1, P. 1, 1994" que se estima que la frecuencia de las otras estrellas que pasa dentro de un determinado la distancia de

$$ F_{r}(r) = \sqrt{2} \pi r^{2}\rho_{s}V_{s} $$

donde

$$ V_{s} \approx 19.5 \text{ km}/\text{segundo} $$

y $$ \rho_{s} \approx 0.11 \text{ stars}/\text {"parsec"}^3 $$

resultando en

$$ F_{r}(r) \aprox 10^{-5} r[\text{pc}]^{2} \text{año}^{-1} $$

Suponiendo que esos cálculos son exactos y la sustitución de

$$ \rho_{s} \approx 11000 \text{ planetas}/\text {"parsec"}^{3} $$

y

$$ r[\text{pc}] \aprox 0.000145 \text{ parsecs} $$

obtenemos una frecuencia de

$$ F_{r} \approx (10^{-5})(0.000145^{2})(10^{5})/\texto{año} $$

o

$$ F_{r} \approx 2 \times 10^{-8}/\text{año} $$

Esto nos da una net "encuentro cercano" del sistema solar con un nómada planeta aproximadamente cada 50 millones de años.

¿Esto parece una estimación razonable?

Answer 1

Me decidí a mirar si la estimación da una razonable-aparente resultado.

0.000145 parsecs (30 AU, sobre el radio de la órbita de Neptuno) es un encuentro cercano de hecho. Esta cercanía me hizo pensar en un principio que 50 millones de años parecía a menudo. No tenemos evidencia de los planetas gigantes que pasa que los que a menudo.

Entonces miré en la distribución de la masa de estos 'nómada planetas". En el artículo, se dice que son "los que van desde el tamaño de Plutón más grande que Júpiter", o $0.002 M_E$$>300 M_E$. Podemos suponer que hay muchos más de los enanos planeta del tamaño de los cuerpos de gigantes de gas.

Ahora nos preguntamos, ¿esto parece correcto? Cada alrededor de 50 millones de años un Plutón de tamaño de cuerpo pasa tan cerca de la órbita de Neptuno? Y tengo que decir que sí, esto parece razonable. Un cuerpo del tamaño de Plutón no produciría mucho perturbación en la distancia, casi ciertamente no es suficiente para significanly efecto de las órbitas de los planetas y sólo a veces lo suficiente como para molestar a algunos Nube de Oort y objetos del Cinturón de Kuiper.

(Un tamaño de Júpiter cuerpo podría pasar que cerrar mucho menos frecuente en escalas de tiempo de millones de años o así, usted podría imaginar que esto podría ayudar a explicar algunas anomalías como la distribución de la gigante de las órbitas del planeta, pero eso es sólo especulación.)

Esto es similar a cómo los asteroides bastante comúnmente pasar más cerca que la distancia de la Luna a la Tierra. Es interesante y notable, pero no catastrófica, lo que hace que me quieres decir con base en la intuición de que su estimación es razonable.