Удивительно простое объяснение странной орбиты кометы Оумуамуа

В 2017 году загадочная комета под названием «Оумуамуа» взбудоражила воображение ученых и общественности. Это был первый известный гость из-за пределов нашей Солнечной системы, у него не было яркой комы или пылевого хвоста, как у большинства комет, а своеобразная форма — что-то среднее между сигарой и блином — и его небольшой размер больше подходил астероиду, чем комете.

Но тот факт, что он удалялся от Солнца с такой скоростью, которую астрономы не могли объяснить, озадачил ученых, что заставило некоторых предположить, что это был инопланетный космический корабль.

Теперь астрохимик из Калифорнийского университета в Беркли и астроном из Корнельского университета утверждают, что загадочные отклонения кометы от гиперболического пути вокруг Солнца можно объяснить простым физическим механизмом, который, вероятно, является общим для многих ледяных комет: выделение водорода при нагревании кометы. на солнце.

Что отличало Оумуамуа от любой другой хорошо изученной кометы в нашей Солнечной системе, так это ее размер: она была настолько мала, что ее гравитационное отклонение вокруг Солнца было слегка изменено крошечным толчком, вызванным выбросом газообразного водорода изо льда.

Большинство комет, по сути, представляют собой грязные снежки, которые периодически приближаются к Солнцу из дальних пределов нашей Солнечной системы. Подогреваясь солнечным светом, комета выбрасывает воду и другие молекулы, образуя вокруг себя яркое гало или кому и часто хвосты из газа и пыли. Выброшенные газы действуют как двигатели космического корабля, придавая комете крошечный толчок, который немного меняет ее траекторию по сравнению с эллиптическими орбитами, типичными для других объектов Солнечной системы, таких как астероиды и планеты.

Когда Оумуамуа обнаружили, у него не было ни комы, ни хвоста, он был слишком мал и слишком далеко от Солнца, чтобы улавливать достаточно энергии для выброса большого количества воды, что заставило астрономов строить дикие предположения о его составе и о том, что толкает его наружу. Был ли это водородный айсберг, выделяющий H 2 ? Большая пушистая снежинка, сдвинутая световым напором солнца? Световой парус, созданный инопланетной цивилизацией? Космический корабль своим ходом?

Дженнифер Бергнер , доцент кафедры химии Калифорнийского университета в Беркли, изучающая химические реакции, происходящие на ледяных камнях в холодном космическом вакууме, считает, что может быть более простое объяснение. Она затронула эту тему с коллегой Дэррилом Селигманом , ныне научным сотрудником Национального научного фонда в Корнельском университете, и они решили работать вместе, чтобы проверить это.

«Комета, путешествующая через межзвездную среду, в основном поджаривается космическим излучением, в результате чего образуется водород. Мы подумали: если бы это происходило, могли бы вы на самом деле удержать его в теле, чтобы, когда он войдет в Солнечную систему и нагреется, он выделил этот водород?» — сказал Бергнер. «Может ли это количественно произвести силу, необходимую для объяснения негравитационного ускорения?»

Удивительно, но она обнаружила, что экспериментальные исследования, опубликованные в 1970-х, 80-х и 90-х годах, продемонстрировали, что, когда лед сталкивается с высокоэнергетическими частицами, похожими на космические лучи, молекулярный водород (H 2 ) образуется в изобилии и задерживается во льду . На самом деле космические лучи могут проникать в толщу льда на десятки метров, превращая четверть или более воды в газообразный водород.

«Для кометы диаметром несколько километров выделение газа будет происходить из очень тонкой оболочки по сравнению с основной массой объекта, поэтому как с точки зрения состава, так и с точки зрения любого ускорения вы не обязательно ожидаете, что это будет обнаруживаемый эффект», — сказала она. сказал. «Но поскольку Оумуамуа был таким маленьким, мы думаем, что он на самом деле производил достаточную силу для обеспечения этого ускорения».

Комета, которая была слегка красноватой, имела размер примерно 115 на 111 на 19 метров. Хотя относительные размеры были довольно точны, астрономы не могли быть уверены в реальном размере, потому что он был слишком мал и далек для телескопов. Размер нужно было оценить по яркости кометы и тому, как яркость менялась, когда комета падала. На сегодняшний день все кометы, наблюдаемые в нашей Солнечной системе — короткопериодические кометы из пояса Койпера и долгопериодические кометы из более отдаленного облака Оорта — имеют диаметр от 1 до сотен километров.

«Что прекрасно в идее Дженни, так это то, что это именно то, что должно происходить с межзвездными кометами», — сказал Селигман. «У нас были все эти глупые идеи, такие как водородные айсберги и другие сумасшедшие вещи, и это просто самое общее объяснение».

Бергнер и Селигман опубликуют свои выводы на этой неделе в журнале Nature

Источник: www.nature.com