A PLANET OR PRIMORDIAL BLACK HOLE IN THE OUTER REGION OF THE SOLAR SYSTEM AND THE DUST FLOW NEAR EARTH’S ORBIT

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

In recent years, evidence has been obtained that in the outer region of the Solar System (in the inner Oort cloud) at a distance of ~300–700 AU from the Sun, there may be a captured planet or a primordial black hole. In this paper, we show that the gravitational scattering on this object of dust particles located in the same region can transfer them to new elongated orbits reaching the Earth’s orbit. With the mass of the captured object of the order of 5–10 Earth masses, the calculated dust flow near the Earth is ~0.1–3 μg m–2 year–1 is comparable in order of magnitude with the observed flow. This effect gives a joint restriction on the parameters of the captured object and on the amount of dust in the Oort cloud.

About the authors

Yu. N. Eroshenko

Institute for Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: eroshenko@inr.ac.ru
Russia, Moscow

E. A. Popova

Institute for Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences; Pulkovo Observatory of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: m02pea@gmail.com
Russia, Moscow; Russia, Saint Petersburg

References

  1. K. Batygin, F. C. Adams, M. E. Brown, and J. C. Becker, Phys. Rep. 805, 1 (2019).
  2. J. Scholtz and J. Unwin, Phys. Rev. Letters 125, id. 051103 (2020).
  3. K. J. Napier, D. W. Gerdes, H. W. Lin, S. J. Hamilton, et al., Planetary Sci. J. 2(2), id. 59 (2021).
  4. P. S. Lykawka and T. Ito, Astron. J. 166(3), id. 118 (2023).
  5. Я. Б. Зельдович, И. Д. Новиков, Астрон. журн. 43, 758 (1966).
  6. А. Д. Долгов, Успехи физ. наук 188, 121 (2018).
  7. B. Carr, K. Kohri, Y. Sendouda, and J. Yokoyama, Reports Progress Phys. 84(11), id. 116902 (2021).
  8. S. Blinnikov, A. Dolgov, N. K. Porayko, and K. Postnov, J. Cosmology and Astroparticle Phys. 11, id. 036 (2016).
  9. Dolgov and K. Postnov, J. Cosmology and Astroparticle Phys. 07, id. 063 (2020).
  10. S.-Y. Guo, M. Khlopov, X. Liu, L. Wu, Y. Wu, and B. Zhu, arXiv:2306.17022 [hep-ph] (2023).
  11. P. Ivanov, P. Naselsky, and I. Novikov, Phys. Rev. D. 50, 7173 (1994).
  12. B. Carr and F. Kühnel, Ann. Rev. Nuclear and Particle Sci. 70, 355 (2020).
  13. A. M. Green and B. J. Kavanagh, J. Physics G: Nuclear and Particle Phys. 48(4), id. 043001 (2021).
  14. J. Rojas, J. Duprat, C. Engrand, E. Dartois, et al., Earth and Planet. Sci. Lett. 560, id. 116794 (2021).
  15. K. Batygin and M. E. Brown, Astrophys. J. Letters 910, id. L20 (2021).
  16. A. Siraj and A. Loeb, arXiv:2103.04995 [astro-ph.CO] (2021).
  17. A. Siraj and A. Loeb, Res. Notes Amer. Astron. Soc. 5, 145 (2021).
  18. Y. Luo, S. Hanasoge, J. Tromp, and F. Pretorius, Astrophys. J. 751, id. 16 (2012).
  19. Л. В. Волкова, В. И. Докучаев, Письма в ЖЭТФ 60(7), 72 (1994).
  20. A. Siraj and A. Loeb, Astrophys. J. Letters 898, id. L4 (2020).
  21. A. Arbey and J. Auffinger, arXiv:2006.02944 [gr-qc] (2021).
  22. J. A. Burns, P. L. Lamy, and S. Soter, Icarus 40, 1 (1979).
  23. B. Gundlach, M. Fulle, and J. Blum, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 493, 3690 (2020).
  24. Б. М. Шустов, Р. В. Золотарёв, Астрон. журн. 99(2), 165 (2022).
  25. В. Г. Фесенков, Астрон. журн. 35, 327 (1958).
  26. N. Gorkavyi, L. Ozernoy, J. Mather, and T. Taidakova, ASP Conf. Ser. 207, 462 (1999); arXiv:astro-ph/9910551.
  27. D. E. Backman, A. Dasgupta, and R. E. Stencel, Astrophys. J. 450, L35 (1995).
  28. N. N. Gorkavyi, L. M. Ozernoy, T. Taidakova, and J. C. Mather, arXiv:astro-ph/0006435 (2000).
  29. G. D’Angelo and F. Marzari, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 509, 3181 (2022).
  30. А. В. Тутуков, М. Д. Сизова, С. В. Верещагин, Астрон. журн. 98(9), 780 (2021)
  31. М. Я. Маров, С. И. Ипатов, Успехи физ. наук 193, 2 (2023).
  32. N. A. Kaib and K. Volk, Chapter in press for the book Comets III, edited by K. Meech and M. Combi (University of Arizona Press, 2022); arXiv:2206.00010 [astro-ph.EP].
  33. D. Nesvorny, P. Jenniskens, H. F. Levison, W. F. Bottke, D. Vokrouhlicky, and M. Gounelle, Astrophys. J. 713, 816 (2010).
  34. О. В. Верходанов, Успехи физ. наук 186, 3 (2016).
  35. I. Mann, N. Meyer-Vernet, and A. Czechowski, Phys. Rep. 536, 1 (2014).
  36. Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц, Механика (М.: Ф-ИЗМАТЛИТ, 2007).
  37. O. Y. Gnedin and J. P. Ostriker, Astrophys. J. 513, 626 (1999).
  38. M. Lingam and A. Loeb, Astron. J. 156, 193 (2018).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2.

Download (34KB)
Indexing metadata
3.

Download (51KB)
Indexing metadata
4.

Download (43KB)
Indexing metadata
5.

Download (67KB)
Indexing metadata
6.

Download (59KB)
Indexing metadata
7.

Download (61KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2023 Ю.Н. Ерошенко, Е.А. Попова

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».