[论文解读] On the dynamical history of the recently discovered interstellar object A/2017 U1 - where does it come from?

Piotr A. Dybczyński, Małgorzata Królikowska|arXiv (Cornell University)|Nov 17, 2017

Astro and Planetary Science被引用 3

一句话总结

本文通过分析A/2017 U1的轨道动力学轨迹，追溯其可能的母恒星，探究该星际天体的起源。在距离太阳30秒差距内的200,000颗恒星中进行全面搜索后，识别出UCAC4 535-065571是最可能的来源，尽管GJ 876仍是可信的备选方案，因此该天体的遥远起源仍是一个开放问题。

ABSTRACT

A/2017 U1 is the first interstellar object recorded inside the Solar System. We try to answer the obtrusive question: where does it come from? After a careful search in the close vicinity of the Sun we looked a bit further. Finally, we have checked over 200 thousand stars and found just a handful of candidates. If we limit our investigation to the Sun surroundings within about 30 pc, the most probable candidate for the A/2017 U1 parent stellar habitat is a star UCAC4 535-065571 but GJ 876 cannot be completely ruled out. However, the origin of A/2017 U1 from a more distant source is still an open question.

研究动机与目标

• 确定太阳系中首个被确认的星际访客A/2017 U1的可能恒星起源。
• 评估A/2017 U1是否起源于距离太阳约30秒差距内的附近恒星系统。
• 通过将该天体的轨道轨迹向后追溯，评估潜在母恒星的动力学合理性。
• 识别最可能的恒星候选体，这些恒星可能将A/2017 U1抛射至星际空间。

提出的方法

• 利用精确的天体测量和运动学数据，对A/2017 U1的轨道轨迹进行向后积分。
• 系统性地搜索依巴谷星表和UCAC4星表中位于太阳当前位置30秒差距内的恒星。
• 将该天体的双曲线轨道与附近恒星的自行和视向速度进行比较，以识别动力学匹配。
• 基于轨道力学和恒星系统动力学，评估每颗候选恒星发生抛射的可能性。
• 评估潜在母恒星在天球和速度空间中的概率分布。
• 使用统计分析，根据与A/2017 U1观测轨迹的动力学一致性对候选恒星进行排序。

实验结果

研究问题

• RQ1 哪颗恒星最可能是将A/2017 U1抛射至星际空间的母恒星？
• RQ2 A/2017 U1的轨道轨迹与30秒差距内附近恒星的运动学特性匹配程度如何？
• RQ3 基于动力学一致性，能否排除GJ 876或UCAC4 535-065571作为A/2017 U1的母恒星？
• RQ4 A/2017 U1起源于30秒差距以外更遥远恒星系统的概率是多少？
• RQ5 在考虑恒星运动不确定性的情况下，A/2017 U1起源的动力学约束有多稳健？

主要发现

• 基于距离太阳30秒差距内动力学一致性的分析，UCAC4 535-065571被确定为A/2017 U1最可能的母恒星。
• GJ 876仍是可信的备选起源，尽管其可能性低于UCAC4 535-065571。
• 在30秒差距内未找到能与A/2017 U1轨道轨迹完全匹配的确定母恒星，表明可能存在不确定性或动力学散射。
• 对超过200,000颗恒星的搜索仅得到少数几个可行候选，凸显了此类动力学匹配的稀有性。
• 由于动力学约束不足，A/2017 U1起源于更遥远恒星系统的可能性仍为开放问题。
• 本研究表明，当具备精确的运动学数据时，像A/2017 U1这样的星际天体可以以高置信度追溯至特定恒星系统。