Тайна межзвездного гостя Оумуамуа становится все запутаннее

Артур Конан Дойль написал замечательную фразу: «если исключить все невозможное, то, что останется, и будет правдой, сколь бы невероятной она ни казалась». И она отлично подходит к Оумуамуа — таинственному межзвездному объекту, который три года назад влетел в нашу Солнечную систему. Все дело в том, что, если верить новому исследованию, последняя физическая модель его движения потерпела крах, и остается последнее объяснение — это инопланетный зонд. 
В 2017 году в нашу Солнечную систему попал объект, долго скитавшийся в межзвездном пространстве. Его назвали Оумуамуа, что означает разведчик на тайском языке. Он оказался длинным и тонким, как сигара, да еще и кувыркался, активно вращаясь по всем трем осям. Затем скрупулезные наблюдения показали, что он ускоряется, как если бы что-то его толкало. И у ученых до сих пор нет достоверного объяснения этому.

Однако предположения были. Самое фантастическое — объект приводится в движение инопланетной машиной с солнечным парусом, большим тонким листом материала, который движется вперед, улавливая солнечный ветер. Основным сторонником этого аргумента является Ави Лёб, астрофизик Гарвардского университета.

Большинство ученых, однако, считают, что странное ускорение Оумуамуа, скорее всего, было вызвано естественным явлением. В июне исследовательская группа предположила, что твердый водород, нагреваясь на Солнце, сублимирует (испаряется) с поверхности межзвездного объекта и заставляет его ускоряться. Но теперь, в новой статье, опубликованной в Astrophysical Journal Letters, Лёб и Тием Хоанг, астрофизик из Корейского Института астрономии и космических наук, утверждают, что водородная гипотеза не могла бы работать в реальном мире. А это означает, что самое невероятное, видимо, является истинной, и мы на самом деле засекли инопланетный зонд.

Вот основная проблема Оумуамуа: он двигается как комета, но не имеет ни классического ядра, ни хвоста, говорит астрофизик Дэррил Селигман, автор гипотезы твердого водорода, астрофизик в Чикагском университете.

Орбита и положение Оумуамуа в октябре 2017 года.

Оумуамуа является первым обнаруженным объектом, который залетел в нашу Солнечную систему и улетит обратно. Это противоречит движению большинства объектов Солнечной системы, которые вращаются вокруг Солнца, никогда не покидая его окрестностей. Его путешествие и тот факт, что он ускоряется, предполагают, что Оумуамуа, который, по оценкам, имеет около 400-800 метров в длину, является кометой.

И все же «не было обнаружено никакого ядра или выбросов газа, исходящих от объекта», — сказал Селигман. Обычно кометы прилетают из областей, более удаленных от Солнца, чем типичные орбиты астероидов, и лед на их поверхности превращается прямо в газ, когда они приближаются к Солнцу, заставляя их отращивать красивые хвосты, сказал Селигман.

По его словам, этот выброс газов меняет способ движения кометы в космосе. Это немного похоже на очень медленный ракетный двигатель: Солнце нагревает комету, самая теплая ее часть превращается в газ, и последний, улетая от кометы, заставляет ее все быстрее и быстрее удаляться от Солнца.

В статье, опубликованной июне в Astrophysical Journal Letters, Селигман и астрофизик Йельского университета Грегори Лафлин предположили, что объект представляет собой комету, частично или полностью состоящую из молекулярного водорода — легких молекул, состоящих из двух атомов водорода (H₂).

Газ H₂ превращается в аморфное твердое вещество с низкой плотностью при атмосферном давлении только при очень низких температурах, -259,14 градусов по Цельсию, что всего на 14 градусов выше абсолютного нуля. Исследователи уже высказали предположение о существовании «водородных айсбергов» в очень холодных уголках космоса, пишут Лафлин и Селигман в своем исследовании. При этом испаряющийся водород не будет виден с Земли, то есть не будет никакого видимого хвоста кометы.

А может и так. У нас нет четких фото Оумуамуа — на лучшем изображении этот объект выглядит как большая точка.

К расчетам в том исследовании никаких вопросов нет, но в своей новой статье Хоанг и Лёб отвечают на эту идею и утверждают, что модель водородного айсберга имеет серьезный изъян: кометы формируются, когда ледяные частицы пыли слипаются друг с другом в пространстве и образуют сгустки, а затем эти сгустки притягивают все больше пыли и других сгустков. Кометы похожи на снеговиков: они живут только до тех пор, пока не начнут таять.

Липкость, которая помогает образовывать кометы, похожа на липкость кубиков льда, когда вы только-только достали их из холодного морозильника. Оставьте кубик льда на столе на минуту или две, дайте его поверхности немного прогреться, и он больше не будет липким. Тонкая пленка жидкой воды на его поверхности сделает его скользким.

Хоанг и Лёб утверждают, что звездный свет даже в самых холодных уголках космоса разогреет маленькие кусочки твердого водорода, прежде чем они смогут слипнуться вместе и образовать комету таких больших размеров, как Оумуамуа. И что еще более важно, путь от ближайшего гигантского молекулярного облака — газопылевой области космоса, где, как считается, образуются водородные айсберги, слишком долог. Водородный айсберг, путешествующий сотни миллионов лет по межзвездному пространству, развалился бы, поджаренный звездным светом.

Селигман считает, что анализ Лёба верен: ни одна водородная комета не выдержит такого долгого путешествия. «Водородные айсберги не живут так долго в галактике», — сказал он. «И у них определенно нет времени, чтобы пройти весь путь от [ближайшего] гигантского молекулярного облака».

По его словам, теория водородного айсберга работает, только если Оумуамуа не более 40 миллионов лет. За это время дегазация могла сформировать продолговатую форму кометы, не разрушая ее полностью. Он указал на статью, опубликованную в апреле в The Astronomical Journal, в которой предлагалось несколько близлежащих точек происхождения Оумуамуа.

Кривая яркости Оумуамуа, по которой удалось выяснить, что его форма — сигара.

Авторы этой статьи не смогли точно указать на дом кометы, что по их словам просто невозможно, так как Оумуамуа едва двигался, когда попал в гравитационный колодец нашего Солнца, что затруднило отслеживание его пути в космосе. Но исследователи изучили ближайшие окрестности Млечного Пути, через которые сейчас проходит наше Солнце. «Они остановились на двух скоплениях молодых звезд, находящихся в ассоциациях Карина и Колумба», — сказал Тим Халлатт, аспирант и астрофизик из Университета Макгилла в Монреале и ведущий автор статьи, опубликованной в апреле.

Все они образовались от 30 до 45 миллионов лет назад в облаке газа, которое затем рассеялось. По словам Халлатта, в этом небольшом рассеянном облаке молекулярного газа всего с несколькими молодыми звездами могут образоваться водородные айсберги.

«Есть много процессов, которые могут выбрасывать объекты типа Оумуамуа из окрестностей молодых звезд в движущихся ассоциациях — например, гравитационные толчки между звездами в них, образование планет или, как утверждают Селигман и Лафлин, молекулярные облака, являющиеся центрами звездообразования», — сказал Халлатт. Все три статьи прекрасно сочетаются друг с другом, если вы предположите, что «Оумуамуа является водородным айсбергом, который возник в Карине или Колумбе», — добавил он.

«Идея Селигмана и Лафлина может сработать здесь, потому что объекты из H₂ должны иметь короткое время жизни в галактике, а происхождение Оумуамуа в Карине или Колумбе делает его достаточно молодым, чтобы пережить свое путешествие до Солнечной системы», — говорит Халлатт.

Лёб, однако, не согласен. В своей статье он утверждает, что водородные айсберги происходят из гигантских молекулярных облаков, а не из таких частей космоса, как звездные ассоциации Карина или Колумба. И он повторил, что ни один водородный айсберг не сможет пережить переход от ближайшего гигантского молекулярного облака к Солнечной системе.

В результате создается интересная ситуация: если Аве Лёб и Тием Хоанг нигде не ошиблись в своей статье, то у ученых больше нет физических объяснений ускорению Оумуамуа. Тогда получается, что или мы что-то не знаем о глубоком космосе, или, вспоминая высказывание Конан Дойля, мы встретили объект инопланетян.