Межзвёздные странники — это камни и ледяные глыбы, которые вырвались из родных планетных систем и теперь летят сквозь Галактику. Первый такой гость, Оумуамуа, пронёсся мимо Солнца в 2017 году, за ним последовали комета Борисова и объект ATLAS. Откуда они берутся? Чаще всего их вышвыривает гравитация планет-гигантов — как камень из пращи, если раскрутить её слишком быстро.

Авторы работы взяли упрощённую задачу: звезда, одна массивная планета и маленькое тело. Они вывели формулы, которые связывают орбиту тела до встречи с планетой и после неё. Главный вывод: для побега орбита должна быть вытянутой — эксцентриситет не меньше 0.4. Это значит, что тело то подлетает близко к звезде, то уходит далеко. Когда оно пролетает рядом с планетой-гигантом, та может придать ему достаточную скорость, чтобы навсегда покинуть систему.

Формулы проверили численными расчётами: они хорошо предсказывают поведение тел, хотя для точных деталей нужны симуляции. Затем метод применили к Солнечной системе, системе Беты Живописца и HR 8799. Оказалось, что в каждой из них есть зоны, откуда тела выбрасываются особенно легко. Это как найти на праще точку, где камень срывается с максимальной скоростью.

Теперь астрономы могут быстрее оценивать, какие планетные системы поставляют межзвёздные объекты. Следующий гость из другой звёздной системы уже не застанет нас врасплох — мы будем знать, откуда он прилетел.