Оумуамуа признали обеспыленной кометой

Две свежие статьи в журналах группы Nature посвящены объяснению необычного поведения первого из известных межзвездных астероидов сугубо естественными причинами. Слабое ускорение, с которым он удалялся из Солнечной системы, было вызвано выделением газов, а не работой двигателей. А отсутствие кометного хвоста теперь связали с тем, что у себя на родине Оумуамуа многократно подлетал к домашней звезде, что выпарила большую часть летучих веществ на его поверхности.

Астероид Оумуамуа
© NASA

В 2017 году астрономы обнаружили первый в истории наблюдений за Солнечной системой межзвездный объект. Небесное тело, получившее обозначение 1I/2017 U1 и позже названное Оумуамуа («посланник издалека» в переводе с гавайского) двигалось по незамкнутой траектории, то есть по кривой, которая не замыкалась в орбиту вокруг Солнца. Это значило, что Оумуамуа прилетел в Солнечную систему из-за пределов гравитационного действия нашей звезды; наблюдения за ним впервые позволили посмотреть на частичку мира вне Солнечной системы со сравнительно близкого расстояния.

Оумуамуа не подвел ожидания астрономов: объект преподнес целый ряд сюрпризов. Во-первых, он оказался сильно вытянутым, вписываясь в габариты 230х40х40 метров. Во-вторых, он был покрыт красноватым веществом. К сожалению, получить качественных снимков ученые не смогли, но, вероятно, его цвет близок к цвету Ультима Туле или поверхности Плутона.

Наконец, Оумуамуа удалялся от Солнца с ускорением, которое не вписывалось в законы небесной механики! Последнее обстоятельство, а также необычная форма этого тела даже заставили некоторых ученых осторожно предположить, что речь идет об искусственном объекте, межзвездном зонде некой высокоразвитой цивилизации.

Но публикация, вышедшая в Nature 27 июня, эту версию закрывает окончательно. Международная группа ученых подтвердила то, что Оумуамуа действительно двигался с аномальным ускорением и этот эффект никак нельзя списать на погрешности измерения. Степень достоверности измерений достигает 30 сигма — это очень высокий уровень, поскольку для подтверждения реальности бозона Хиггса физикам хватило всего пяти (для трех сигм речь идет о 0,27% вероятности того, что результат случаен, а для 30 сигм имеющийся в редакции «Чердака» статистический пакет R Studio оценил эту вероятность просто в 0).

Аномальное ускорение Оумуамуа составляет менее пяти микрометров на секунду в квадрате: каждую секунду он прибавлял к своей скорости лишние пять микрометров в минуту. Выдерживая такой темп и дальше, он мог бы за год прибавить к своей скорости 150 метров в секунду — маловато на фоне изначальных 26 километров в секунду, хотя и более чем достаточно для уверенного обнаружения в ходе наблюдений с Земли.

Также ученые отсняли Оумуамуа при помощи орбитального телескопа «Хаббл», тщательно проанализировали снимки и не нашли на них никаких признаков кометного хвоста, хотя расчеты показывали, что потеря вещества даже на уровне нескольких килограммов в секунду дала бы слабый, но заметный благодаря этому телескопу след.

Для того чтобы объяснить аномальное ускорение, ученые последовательно рассмотрели ряд гипотез. Версию, что объект разгоняет давление солнечного света, пришлось отбросить после расчетов, показавших, что для этого Оумуамуа должен быть в тысячи раз легче — проще говоря, пустым и вдобавок с очень легкой оболочкой.

Другая гипотеза заключалась в наличии у Оумуамуа сильного магнитного поля. Магнитный астероид мог бы взаимодействовать с солнечным ветром, потоком испущенных Солнцем заряженных частиц, но расчеты указали, что подобный эффект даже при рекордных для всех известных астероидов значениях магнитного поля будет в сотни тысяч раз слабее наблюдаемого.

Дальше астрофизики проверили гипотезу, гласящую, что Оумуамуа — это составной астероид (тогда аномальное ускорение было бы просто ошибкой наблюдений), и отвергли его в силу того, что ни один из снимков не запечатлел каких-либо спутников у этого тела.

Затем ученые рассмотрели сценарий с ускорением из-за столкновения с другим астероидом, однако в этом случае ускорение точно бы не было постоянным.

Исследователи также учли эффект Ярковского— возникновение силы за счет теплового излучения с поверхности вращающегося тела — и снова не сошлись ни цифры, ни направление действующей силы.

В итоге осталась одна физически осмысленная гипотеза, согласно которой Оумуамуа разгонялся за счет истекающих с поверхности газов. Это согласуется и с другой публикацией, которая вышла 1 июля 2019 года в Nature Astronomy. Ее авторы, другая международная группа исследователей The ‘Oumuamua ISSI Team, описала Оумуамуа как объект, занимающий промежуточное положение между кометами и астероидами. Легкоплавких и летучих веществ на этом небесном теле недостаточно для создания большого хвоста и комы (яркого облака вокруг ядра), но вполне достаточно для создания небольшого ускорения за счет вырывающихся при нагреве газов. То обстоятельство, что это небесное тело не выбрасывало пыли, ученые объяснили историей Оумуамуа: по всей видимости, он долго находился в другой звездной системе, где неоднократно пролетал мимо светила, нагревался и терял как летучие вещества, так и пыль.

В статье для Nature Astronomy также более подробно разбирается версия инопланетного корабля. Авторы рассмотрели гипотезу о том, что Оумуамуа мог бы иметь солнечный парус, однако ее сразу пришлось отвергнуть: солнечный парусник никак не мог бы вращаться вокруг своей оси так, чтобы постоянно менять свою яркость для наземного наблюдателя. А именно периодические колебания яркости и позволили раньше ученым сделать вывод о сигарообразной форме тела.

При этом те же авторы выступили и против рассмотрения необычной формы Оумуамуа в качестве аргумента в пользу его искусственности. Ученые пишут, что само понятие «необычности» тут не работает: Оумуамуа — это единственный известный нам межзвездный объект. Самым близким аналогом мог бы быть Ультима Туле, наиболее изученный на сегодня астероид из пояса Койпера, однако тот как раз выглядит как гигантский снеговик, причем нижняя половина вдобавок изрядно сплющена. Возможно, такая форма как раз естественна для тел, эволюционировавших вдали от Солнца. Оумуамуа мог стать таким из-за долгого перелета, в результате нахождения вблизи красного гиганта, это мог бы быть обломок чего-то расколотого приливными силами планет или звезд. Точно судить о его происхождении невозможно, поскольку астрономам не удалось даже уверенно определить его родную звездную систему.

Развитие астрономических инструментов позволит, как отмечают авторы обоих исследований, найти новые межзвездные объекты, будь они кометами, астероидами или чем-то промежуточным. Для уверенного выделения межзвездного тела необходимо с высокой точностью измерять его скорость и координаты, поэтому особую роль играют обсерватории, ведущие наблюдение за всем небом. Они обычно — как, к примеру, открывший Оумуамуа проект Pan-STARRS на Гавайских островах (США) или российская сеть автоматических телескопов МАСТЕР — состоят из сравнительно небольших инструментов с широким углом обзора. С их помощью ученые рассчитывают вскоре найти следующую межзвездную комету и после этого, возможно, даже направить на ее перехват специально созданный космический аппарат.

Источник: chrdk.ru