Ученые наконец разглядели пришелицу из глубин Галактики! Комета 3I/ATLAS, третий межзвездный странник, оказалась удивительно похожа на кометы с окраин нашей Солнечной системы. Но одна деталь ставит астрономов в тупик: ледяная гостья выделяет невероятно много воды, даже находясь в дали от Солнца. Может, этот странный водяной ключ откроет тайну ее древней родины?
Наша Солнечная система — не единственный дом для комет. Эти ледяные тела, часто называемые «грязными снежками», существуют и вокруг других звезд. Но шанс увидеть такую «чужую» комету вблизи невероятно мал. Космос огромен, а межзвездные объекты малы и темны. До 2017 года астрономы только предполагали их существование.
Все изменилось с открытием Оумуамуа — первого подтвержденного межзвездного посетителя. Его странная сигарообразная форма и необычное поведение породили множество теорий, включая самые фантастические. В 2019 году комета Борисова, второй межзвездный гость, оказалась более похожей на кометы Солнечной системы.
Теперь на арену вышла комета 3I/ATLAS. Буква «I» в ее названии означает «Interstellar» — межзвездная. Ее обнаружили в июле текущего года. Как и ее предшественники, комета движется по незамкнутой гиперболической траектории. Это значит, что она прилетела из-за пределов Солнечной системы и на покинет нас после сближения с Солнцем.
У ученых есть лишь короткое окно в несколько месяцев, чтобы успеть изучить уникальный объект, прежде чем он исчезнет в глубинах космоса. Комета несется к Солнцу с головокружительной скоростью — почти 60 километров в секунду. По ее траектории и скорости астрономы уже предположили, что она может происходить из звездной системы, которая старше нашей на миллиарды лет.
Первые оценки размеров кометы 3I/ATLAS указывали на тело диаметром около 20 километров. Однако новые данные, полученные с помощью космического телескопа Хаббл, заставили ученых пересмотреть эти цифры. Оказалось, комета может быть значительно меньше — ее диаметр лежит в диапазоне от 320 метров до 5,6 километра. Эта неопределенность связана с трудностями точных измерений столь далекого и быстро движущегося объекта.
Группа астрономов под руководством Тони Сантана-Роса из Университета Барселоны в Испании направила несколько наземных телескопов на комету и ее хвост. Они тщательно проанализировали состав и поведение хвоста — гигантского шлейфа газа и пыли, который комета оставляет позади. Это главный источник информации о ее составе.
Исследователи обнаружили, что хвост кометы 3I/ATLAS содержит относительно мало пыли — от низкого до умеренного уровня. При этом по мере приближения кометы к Солнцу и повышения температуры количество пыли в хвосте растет. Такое поведение очень напоминает кометы, рожденные в холодных внешних областях нашей собственной Солнечной системы, например, в Облаке Оорта. «Это обычный объект. На нем нет ничего особенно странного», — прокомментировал Сантана-Рос, подчеркивая сходство с «местными» кометами.
Но не все так просто. Одновременно с наземными наблюдениями, другие ученые использовали космические обсерватории. Команда Зекси Син из Обернского университета в Алабаме работала с данными спутника НАСА «Обсерватория Нила Герелса Свифт». Их внимание привлекло необычное явление — признаки присутствия воды в хвосте кометы. Само по себе наличие воды для комет не новость. Лед в их ядре сублимируется (превращается напрямую в газ) при нагреве Солнцем, образуя характерный хвост из водяного пара.
Удивительно другое — расстояние, на котором команда Син обнаружила воду. Комета 3I/ATLAS выделяла водяной пар гораздо дальше от Солнца, чем это обычно делают кометы Солнечной системы. Расчеты показали: чтобы произвести обнаруженное количество воды, активными должны были быть около двадцати процентов поверхности кометы. Это значительно больше площади, которую обычно задействуют для выброса воды «наши» кометы на сопоставимых дистанциях.
Цириэль Опитом из Эдинбургского университета в Великобритании предложила возможное объяснение этой аномалии. Обильное выделение воды на большом удалении от Солнца может косвенно подтверждать гипотезу о чрезвычайно древнем происхождении кометы.
«Возможно, в ней просто больше воды по отношению к другим молекулам, потому что она сформировалась раньше. Это может указывать на это, но я думаю, пока рано делать окончательные выводы», — отметила Опитом. В более старых звездных системах, по мнению ученых, соотношение воды к другим летучим веществам может быть выше.
Астрономы не ограничились текущими наблюдениями. Они начали «раскопки» в архивах данных, пытаясь найти случайные «пойманные» изображения кометы до ее официального открытия. Усилия увенчались успехом. Команда Адины Файнштейн из Университета штата Мичиган обнаружила, что космический телескоп TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), предназначенный для поиска экзопланет, случайно зафиксировал комету 3I/ATLAS в период с седьмого мая по третье июня.
«Произошло так, что в этот идеальный момент TESS смотрел именно туда, где находилась 3I/ATLAS», — объяснила Файнштейн удачное стечение обстоятельств.
Анализ этих архивных данных выявил еще одну загадку: комета была неожиданно яркой для своего положения. Это означало, что она уже активно выделяла либо воду, либо газы со своей поверхности, находясь еще очень далеко от Солнца. «Она еще даже не пересекла ту границу в нашей Солнечной системе, где вода обычно начинает активно сублимироваться», — подчеркнула Файнштейн.
Цириэль Опитом высказала осторожное предположение, что на таких огромных дистанциях маловероятно, чтобы активность обеспечивалась только водой. Более вероятными кандидатами кажутся летучие газы с низкой температурой сублимации, такие как монооксид углерода (угарный газ) или диоксид углерода (углекислый газ).
«Это происходит постоянно с кометами Солнечной системы; они могут быть активны очень далеко именно из-за этих летучих веществ», — пояснила Опитом.
Мэтью Гендж из Имперского колледжа Лондона добавил важный контекст. Сам факт высокой активности кометы 3I/ATLAS на большом удалении от Солнца может указывать на ее «девственную» природу. «Это, в конечном счете, говорит о том, что перед нами комета, которую выбросило с окраин другой планетной системы», — заявил Гендж. По его словам, точно установить причину этого выброса сложно, но вероятным «виновником» могла стать гравитация пролетающей мимо звезды, которая и направила комету в нашу сторону.
Наблюдения за уникальным гостем продолжаются с нарастающей интенсивностью. Цириэль Опитом сообщила важную новость: новейший космический телескоп имени Джеймса Уэбба (JWST) только что завершил сеанс наблюдений за кометой 3I/ATLAS. Астрономы сейчас обрабатывают полученные уникальные данные. Результаты этого анализа ожидаются в ближайшие недели и обещают раскрыть новые детали о составе кометы.
Кульминация визита наступит в октябре, когда комета достигнет перигелия — точки максимального сближения с Солнцем. В этот момент солнечное излучение будет самым интенсивным, что должно резко усилить активность кометы. Астрономы планируют использовать эту возможность, чтобы с беспрецедентной точностью измерить состав газов, вырывающихся из ее ядра.
«Это позволит нам определить не только точный молекулярный состав активного хвоста, а значит, и самой кометы, но и соотношение различных молекул», — объяснила Опитом. Именно эти соотношения могут стать ключом к разгадке условий, в которых сформировалась 3I/ATLAS миллиарды лет назад в чужой звездной системе.
Как и в случаях с Оумуамуа и Борисовым, появление нового межзвездного объекта породило среди части публики спекуляции о его искусственном происхождении. Однако Тони Сантана-Рос категорически отвергает такие идеи, основываясь на данных наблюдений.
«Если вы делаете фото на отдыхе и видите что-то высокое, с длинной шеей и четырьмя ногами, вы можете подумать, что это инопланетянин, но гораздо вероятнее, что это жираф, — привел ученый метафору. — Поскольку у нас нет никаких свидетельств, что это нечто странное, и мы не видим ничего действительно необычного, нет оснований полагать, что этот объект аномальный».
Для науки комета 3I/ATLAS ценна именно своей «нормальностью», подчеркивающей универсальность процессов формирования комет в Галактике, и теми небольшими, но важными отличиями, которые могут рассказать историю ее далекого дома.
Post Scriptum
Комета 3I/ATLAS, третий подтвержденный межзвездный гость, продолжает свой стремительный путь через Солнечную систему. Она уже подарила астрономам неоценимые данные, подтвердив сходство процессов в разных звездных системах, но и подкинув загадки в виде аномальной активности вдали от Солнца.
Сейчас все взоры устремлены на данные телескопа Джеймса Уэбба и предстоящее сближение кометы с Солнцем в октябре. Каждый новый бит информации о ее составе, каждый уточненный параметр — это кирпичик в фундамент нашего понимания не только природы комет, но и химического разнообразия, процессов формирования планетных систем и истории Галактики в целом. 3I/ATLAS — это редкая открытка из невообразимо далекого прошлого и далекого уголка космоса, и ученые намерены прочитать каждое ее слово, прежде чем конверт навсегда скроется в межзвездной темноте.
-----
Смотрите нас на youtube. Еще больше интересных постов на научные темы в нашем Telegram.
Заходите на наш сайт, там мы публикуем новости и лонгриды на научные темы. Следите за новостями из мира науки и технологий на странице издания в Google Новости
