Не только 3I/ATLAS: какие еще межзвездные объекты прилетали в Солнечную систему и что мы о них знаем

Что мы знаем об 1I/Оумуамуа?

Первый подтвержденный межзвездный объект обнаружили 19 октября 2017 года с помощью телескопа Pan-STARRS на Гавайях. Гавайское имя "Оумуамуа" переводится как "первый разведчик, прибывший издалека". Это открытие стало революционным – впервые человечество смогло наблюдать физический объект, прибывший из другой звездной системы. Поэтому можно понять, насколько большое внимание он тогда привлек, пишет 24 Канал.

Смотрите также Лучшие фото межзвездной кометы 3I/ATLAS: все что фотографировали астрономы с момента ее обнаружения

Оумуамуа двигался по гиперболической траектории, то есть не замкнутой в круг или овал вокруг Солнца. Эксцентриситет его орбиты, который характеризует форму орбиты одного небесного тела относительно другого, в этом случае к Солнцу, был самым высоким из когда-либо зарегистрированных для объектов, проходивших через Солнечную систему. Его скорость в межзвездном пространстве составляла около 26,33 километра в секунду относительно Солнца. Все это позволило сделать первый вывод о том, что Оумуамуа не принадлежит к нашей звездной системе и не связан с Солнцем гравитационно. Ближе всего к Солнцу он подошел 9 сентября 2017 года, за 40 дней до открытия, а уже к середине ноября астрономы окончательно подтвердили его межзвездное происхождение.

Наибольшую интригу вызвала экстремально вытянутая форма объекта. Резкие колебания яркости указывали на соотношение осей по меньшей мере 5:1, а некоторые оценки предполагали даже 10:1. По разным расчетам, длина объекта составляла от 100 до 400 метров. Одна из гипотез описывает Оумуамуа как тело размерами примерно 115 на 111 на 19 метров. Ни один астероид или комета Солнечной системы не имеет такой определенно удлиненной формы.

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

Спектральные наблюдения показали красноватый цвет, похожий на ядра комет или так называемые троянские астероиды. Объект был бесцветным в спектре и напоминал объекты пояса Койпера типа D. Однако характер Оумуамуа оставался непонятным – он не проявлял никакой кометной активности при приближении к Солнцу, не имел видимой комы или хвоста, поэтому, вероятно, это был астероид без воды в составе.

Самая странная черта

Самая большая загадка Оумуамуа – обнаружено негравитационное ускорение, описано в двух исследованиях в журнале Nature. Объект двигался быстрее, чем предполагали расчеты только на основе гравитации. Такое ускорение обычно объясняется выбросом газов у комет, но никаких признаков газовыделения не наблюдалось. Космический телескоп Spitzer даже не смог обнаружить Оумуамуа через два месяца после его ближайшего прохождения возле Земли, что установило новые ограничения на его размеры. Эта невидимость в инфракрасном диапазоне исключала значительное пылевой выброс, характерное для комет.

Ученые предложили несколько объяснений аномального ускорения:

• Самая популярная теория 2023 года предполагает, что ускорение вызвало выделение молекулярного водорода (H₂), который образовался внутри под воздействием космических лучей во время межзвездного путешествия. Когда Оумуамуа приблизился к Солнцу, нагрев привел к выходу захваченного водорода, создав небольшой реактивный эффект.
• Другие гипотезы включали азотный лед (похожий на поверхность Плутона), солнечное давление излучения на очень легкий объект или даже фрактальную структуру с чрезвычайно низкой плотностью. Однако каждая из этих моделей имела существенные количественные недостатки.
• Конечно же, куда без традиционных предположений о космических кораблях и пришельцах. Наш любимый гарвардский астрофизик-спекулянт Ави Лёб, из-за которого сеть постоянно пестрит теориями заговора, предположил, что ускорение может быть признаком неестественного происхождения объекта. Он предполагал, что Оумуамуа может быть космическим кораблем с двигателем, который и отвечает за изменение скорости. Никаких подтверждений этому так и не нашли.

Происхождение

Отслеживание траектории в обратном направлении показало, что Оумуамуа мог пройти мимо звезды HIP 3757 примерно 1 миллион лет назад. Его подход был примерно с направления созвездия Лиры, вблизи яркой звезды Вега. Исследование 2018 года предположило, что Оумуамуа скорее всего происходит из двойной звездной системы, а не из одиночной звезды, поскольку такие системы эффективнее выбрасывают скалистые объекты, писало издание Astronomy.

Анализ галактической траектории указывает на относительно молодую звездную систему возрастом около 1 миллиарда лет. Возраст объекта оценивается в диапазоне от 0,2 до 0,45 миллиарда лет в зависимости от использованной модели.

К сожалению, мы так и не узнали никакой конкретной информации о 1I/Оумуамуа, поскольку объект очень быстро покинул Солнечную систему, а наука еще не имела достаточно развитых технологий, чтобы исследовать его так, как сегодня это делают с 3I/ATLAS. Мы так и остались с предположениями и теориями, которые вряд ли когда-то будут подтверждены или опровергнуты.

Смотрите также Тайны кометы 3I/ATLAS: все что мы о ней знаем на данный момент

Что известно о 2I/Borisov?

30 августа 2019 года крымский астроном-любитель Геннадий Борисов, который теперь работает на Россию, обнаружил второй подтвержденный межзвездный объект, используя собственноручно изготовленный телескоп в обсерватории MARGO. Этот объект сначала получил обозначение C/2019 Q4 (Borisov), а 11 сентября 2019 года ему присвоили официальное название 2I/Borisov.

Комета 2I/Borisov имела экстремально гиперболическую траекторию с эксцентриситетом орбиты 3,36 – намного выше более 300 известных слабо гиперболических комет и даже Оумуамуа с его эксцентриситетом 1,2. Гиперболическая избыточная скорость составляла 32 километра в секунду.

• Ближе всего к Солнцу комета прошла 8 декабря 2019 года на расстоянии около 2 астрономических единиц.
• Ближайший подход к Земле состоялся 28 декабря 2019 года. Благодаря такому расположению астрономы называли объект "рождественской кометой".

2I/Borisov / Фото NASA

Размер и структура

• Ранние оценки диаметра ядра 2I/Borisov колебались от 1,4 до 16 километров.
• Используя адаптивную оптику телескопа Keck в октябре 2019 года, астрономы оценили диаметр ядра как менее 1,4 километра.
• В конце концов наблюдения космического телескопа Hubble ограничили размер ядра до диапазона от 0,2 до 0,5 километра.

Амплитуда негравитационного ускорения установила верхнюю границу размера ядра на уровне 0,4 километра, что согласуется с предварительными оценками Hubble. Комета заметно уменьшилась во время пролета сквозь Солнечную систему, потеряв по меньшей мере 0,4% своей массы еще до перигелия (наибольшего сближения с Солнцем).

Химический состав

В отличие от Оумуамуа, этот объект вел себя как типичная комета, демонстрируя яркую кому и хвост. Исследования с использованием телескопа ALMA обнаружили молекулы цианистого водорода (HCN) и угарного газа (CO) в газе, что выбрасывался кометой. Количество HCN было похожим на кометы Солнечной системы, но концентрация CO оказалась чрезвычайно высокой.

Соотношение CO к H₂O составляло примерно 35 – 155%, что значительно превышало среднее значение 4% для комет Солнечной системы. Даже кометы облака Оорта, происходящие из гораздо более холодной и богатой летучими газами части внешней Солнечной системы, имеют соотношение лишь в диапазоне 10 – 24%.

Комета должна была сформироваться из материала, очень богатого на лед CO, который присутствует только при самых низких температурах в космосе, ниже минус 250 градусов Цельсия, объясняла тогда планетолог Стефани Милам на сайте ALMA. Это указывает на то, что 2I/Borisov могла сформироваться в регионе формирования планет с очень отличными химическими свойствами по сравнению с диском, из которого образовалась наша Солнечная система.

Кроме CO и HCN, наблюдения также обнаружили обеднение на двухатомный углерод (C₂) и обогащение на амины. Состав кометы был необычным, но не беспрецедентным – он напоминал необычную комету C/2016 R2 (PanSTARRS) с синим хвостом.

Смотрите также Следует ли ждать высадки инопланетян: почему 3I/ATLAS является кометой, а не космическим кораблем пришельцев

Активность и фрагментация

Объект Borisov проявлял кометную активность с сверхлетучими газами, такими как CO, на гелиоцентрических расстояниях более 6 астрономических единиц. Наблюдения показали, что комета стала активной где-то между 21 ноября и 13 декабря 2018 года, когда была на расстоянии 4 – 5 астрономических единиц от Солнца. Скорость газовыделения оценивалась примерно в 60 килограммов воды в секунду и 2 килограмма пыли в секунду.

Период вращения ядра составлял около 4,3 часа, что определили по движению струйных структур в коме. В начале марта 2020 года астрономы зафиксировали значительное усиление яркости кометы, что указывало на фрагментацию ядра. Команда польских астрономов под руководством Михала Драгуса и Пйотра Гузика из Ягеллонского университета заметила, что в начале марта 2020 года комета значительно возросла яркостью, дважды в течение нескольких дней. Такое поведение, по их словам, "сильно свидетельствует о продолжающейся фрагментации ядра", писало издание ScienceAlert. По состоянию на 28 марта комета была "разбита на куски". Снимки телескопа Hubble от 30 марта 2020 года показали, что расстояние между двумя частями ядра составляет примерно 180 километров. Солнечное тепло и быстрое вращение от газовыделения, вероятно, вызвали распад.

Фрагментация 2I/Borisov / Фото NASA/ESA/Д. Джуитт

Происхождение

Анализ галактической траектории кометы предполагает происхождение из звездной системы возрастом около 3,8 миллиарда лет.

Один из возможных сценариев – комета могла происходить из системы с относительно холодной красной или оранжевой карликовой звездой. Ученые NASA утверждают, что 2I/Borisov могла быть фрагментом карликовой планеты, которая имела много угарного газа вблизи своей поверхности.