Що ми знаємо про 1I/Оумуамуа?

Перший підтверджений міжзоряний об'єкт виявили 19 жовтня 2017 року за допомогою телескопа Pan-STARRS на Гаваях. Гавайське ім'я "Оумуамуа" перекладається як "перший розвідник, що прибув здалеку". Це відкриття стало революційним – уперше людство змогло спостерігати фізичний об'єкт, що прибув з іншої зоряної системи. Тож можна зрозуміти, наскільки велику увагу він тоді привернув, пише 24 Канал.

Дивіться також Найкращі фото міжзоряної комети 3I/ATLAS: усе що фотографували астрономи з моменту її виявлення

Оумуамуа рухався гіперболічною траєкторією, тобто не замкненою в коло чи овал довкола Сонця. Ексцентриситет його орбіти, який характеризує форму орбіти одного небесного тіла відносно іншого, в цьому випадку до Сонця, був найвищим із коли-небудь зареєстрованих для об'єктів, що проходили крізь Сонячну систему. Його швидкість у міжзоряному просторі становила близько 26,33 кілометра за секунду відносно Сонця. Усе це дозволило зробити перший висновок про те, що Оумуамуа не належить до нашої зоряної системи й не пов'язаний із Сонцем гравітаційно. Найближче до Сонця він підійшов 9 вересня 2017 року, за 40 днів до відкриття, а вже до середини листопада астрономи остаточно підтвердили його міжзоряне походження.​

Найбільшу інтригу викликала екстремально витягнута форма об'єкта. Різкі коливання яскравості вказували на співвідношення осей щонайменше 5:1, а деякі оцінки припускали навіть 10:1. За різними розрахунками, довжина об'єкта становила від 100 до 400 метрів. Одна з гіпотез описує Оумуамуа як тіло розмірами приблизно 115 на 111 на 19 метрів. Жоден астероїд чи комета Сонячної системи не має такої виразно видовженої форми.

1I/Оумуамуа
Таким художники малювали 1I/Оумуамуа / Фото ESO/M. Kornmesser

Спектральні спостереження показали червонуватий колір, схожий на ядра комет або так звані троянські астероїди. Об'єкт був безбарвним у спектрі та нагадував об'єкти поясу Койпера типу D. Проте характер Оумуамуа залишався незрозумілим – він не виявляв жодної кометної активності при наближенні до Сонця, не мав видимої коми чи хвоста, тож, імовірно, це був астероїд без води у складі.

Найбільш дивна риса

Найбільша загадка Оумуамуа – виявлене негравітаційне прискорення, описане в двох дослідженнях у журналі Nature. Об'єкт рухався швидше, ніж передбачали розрахунки лише на основі гравітації. Таке прискорення зазвичай пояснюється викидом газів у комет, але жодних ознак газовиділення не спостерігалося.​ Космічний телескоп Spitzer навіть не зміг виявити Оумуамуа через два місяці після його найближчого проходження біля Землі, що встановило нові обмеження на його розміри. Ця невидимість у інфрачервоному діапазоні виключала значне пилове викидання, характерне для комет.​

Науковці запропонували кілька пояснень аномального прискорення:

  • Найпопулярніша теорія 2023 року припускає, що прискорення спричинило виділення молекулярного водню (H2), який утворився всередині під впливом космічних променів під час міжзоряної подорожі. Коли Оумуамуа наблизився до Сонця, нагрівання призвело до виходу захопленого водню, створивши невеликий реактивний ефект.​
  • Інші гіпотези включали азотний лід (схожий на поверхню Плутона), сонячний тиск випромінювання на дуже легкий об'єкт або навіть фрактальну структуру з надзвичайно низькою щільністю. Проте кожна з цих моделей мала суттєві кількісні недоліки.
  • Звісно ж, куди без традиційних припущень про космічні кораблі та прибульців. Наш улюблений гарвардський астрофізик-спекулянт Аві Льоб, через якого мережа постійно рясніє теоріями змови, припустив, що прискорення може бути ознакою неприродного походження об'єкта. Він припускав, що Оумуамуа може бути космічним кораблем із двигуном, який і відповідає за зміну швидкості. Жодних підтверджень цьому так і не знайшли.

Походження

Відстеження траєкторії у зворотному напрямку показало, що Оумуамуа міг пройти повз зірку HIP 3757 приблизно 1 мільйон років тому. Його підхід був приблизно з напрямку сузір'я Ліри, поблизу яскравої зірки Вега. Дослідження 2018 року припустило, що Оумуамуа швидше за все походить із подвійної зоряної системи, а не з одиночної зірки, оскільки такі системи ефективніше викидають скелясті об'єкти, писало видання Astronomy.

Аналіз галактичної траєкторії вказує на відносно молоду зоряну систему віком близько 1 мільярда років. Вік об'єкта оцінюється в діапазоні від 0,2 до 0,45 мільярда років залежно від використаної моделі.

На жаль, ми так і не дізналися ніякої конкретної інформації про 1I/Оумуамуа, оскільки об'єкт дуже швидко покинув Сонячну систему, а наука ще не мала достатньо розвинених технологій, щоб дослідити його так, як сьогодні це роблять з 3I/ATLAS. Ми так і лишилися з припущеннями й теоріями, які навряд чи колись будуть підтверджені чи спростовані.

Дивіться також Таємниці комети 3I/ATLAS: усе що ми про неї знаємо на цей момент

Що відомо про 2I/Borisov?

30 серпня 2019 року кримський астроном-аматор Геннадій Борисов, якийсь тепер працює на Росію, виявив другий підтверджений міжзоряний об'єкт, використовуючи власноруч виготовлений телескоп в обсерваторії MARGO. Цей об'єкт спочатку отримав позначення C/2019 Q4 (Borisov), а 11 вересня 2019 року йому присвоїли офіційну назву 2I/Borisov.

Комета 2I/Borisov мала екстремально гіперболічну траєкторію з ексцентриситетом орбіти 3,36 – набагато вищим за понад 300 відомих слабко гіперболічних комет і навіть за Оумуамуа з його ексцентриситетом 1,2. Гіперболічна надлишкова швидкість становила 32 кілометри за секунду.

  • Найближче до Сонця комета пройшла 8 грудня 2019 року на відстані близько 2 астрономічних одиниць.​
  • Найближчий підхід до Землі відбувся 28 грудня 2019 року. Завдяки такому розташуванню астрономи називали об'єкт "різдвяною кометою".

2I/Borisov
2I/Borisov / Фото NASA

Розмір та структура

  • Ранні оцінки діаметра ядра 2I/Borisov коливалися від 1,4 до 16 кілометрів.
  • Використовуючи адаптивну оптику телескопа Keck у жовтні 2019 року, астрономи оцінили діаметр ядра як менше 1,4 кілометра.​
  • Зрештою спостереження космічного телескопа Hubble обмежили розмір ядра до діапазону від 0,2 до 0,5 кілометра.

Амплітуда негравітаційного прискорення встановила верхню межу розміру ядра на рівні 0,4 кілометра, що узгоджується з попередніми оцінками Hubble. Комета помітно зменшилася під час прольоту крізь Сонячну систему, втративши щонайменше 0,4% своєї маси ще до перигелію (найбільшого зближення з Сонцем).

Хімічний склад

На відміну від Оумуамуа, цей об'єкт поводився як типова комета, демонструючи яскраву кому та хвіст. Дослідження з використанням телескопа ALMA виявили молекули ціаністого водню (HCN) та чадного газу (CO) у газі, що викидався кометою. Кількість HCN була схожою на комети Сонячної системи, але концентрація CO виявилася надзвичайно високою.

Співвідношення CO до H2O становило приблизно 35 – 155%, що значно перевищувало середнє значення 4% для комет Сонячної системи. Навіть комети хмари Оорта, що походять із набагато холоднішої та багатшої на леткі гази частини зовнішньої Сонячної системи, мають співвідношення лише в діапазоні 10 – 24%.

Комета повинна була сформуватися з матеріалу, дуже багатого на лід CO, який присутній лише при найнижчих температурах у космосі, нижче мінус 250 градусів Цельсія, пояснювала тоді планетологиня Стефані Мілам на сайті ALMA. Це вказує на те, що 2I/Borisov могла сформуватися в регіоні формування планет із дуже відмінними хімічними властивостями порівняно з диском, з якого утворилася наша Сонячна система.

Окрім CO та HCN, спостереження також виявили збіднення на двоатомний вуглець (C2) та збагачення на аміни. Склад комети був незвичайним, але не безпрецедентним – він нагадував незвичайну комету C/2016 R2 (PanSTARRS) із синім хвостом.

Дивіться також Чи слід чекати висадки інопланетян: чому 3I/ATLAS є кометою, а не космічним кораблем прибульців

Активність і фрагментація

Об'єкт Borisov виявляв кометну активність з надлетючими газами, такими як CO, на геліоцентричних відстанях понад 6 астрономічних одиниць. Спостереження показали, що комета стала активною десь між 21 листопада та 13 грудня 2018 року, коли була на відстані 4 – 5 астрономічних одиниць від Сонця.​ Швидкість газовиділення оцінювалася приблизно у 60 кілограмів води за секунду та 2 кілограми пилу за секунду.

Період обертання ядра становив близько 4,3 години, що визначили за рухом струменевих структур у комі.​ На початку березня 2020 року астрономи зафіксували значне посилення яскравості комети, що вказувало на фрагментацію ядра. Команда польських астрономів під керівництвом Міхала Драгуса та Пйотра Гузіка з Ягеллонського університету помітила, що на початку березня 2020 року комета значно зросла яскравістю, двічі протягом кількох днів. Така поведінка, за їхніми словами, "сильно свідчить про триваючу фрагментацію ядра", писало видання ScienceAlert. Станом на 28 березня комета була "розбита на шматки". Знімки телескопа Hubble від 30 березня 2020 року показали, що відстань між двома частинами ядра становить приблизно 180 кілометрів. Сонячне тепло та швидке обертання від газовиділення, ймовірно, спричинили розпад.​

Фрагментація 2I/Borisov
Фрагментація 2I/Borisov / Фото NASA/ESA/Д. Джуїтт

Походження

Аналіз галактичної траєкторії комети припускає походження із зоряної системи віком близько 3,8 мільярда років.

Один із можливих сценаріїв – комета могла походити з системи з відносно холодною червоною або помаранчевою карликовою зорею. Вчені NASA стверджують, що 2I/Borisov могла бути фрагментом карликової планети, яка мала багато чадного газу поблизу своєї поверхні.