Космический телескоп «Хаббл» зафиксировал первый в истории случай изменения направления вращения крошечной кометы

Астрономы с помощью космического телескопа «Хаббл» обнаружили доказательства того, что вращение небольшой кометы замедлилось, а затем сменило направление. Это яркий пример того, как активность летучих веществ может влиять на вращение и физическую эволюцию малых тел Солнечной системы. Исследователи впервые зафиксировали, что комета меняет направление вращения.

Объект, комета 41P/Таттла — Джакобини — Кресака, или сокращенно 41P, вероятно, возникла в поясе Койпера и была выброшена на нынешнюю траекторию под действием гравитации Юпитера. Теперь она возвращается во внутреннюю часть Солнечной системы каждые 5,4 года.

После того как в 2017 году комета 41P приблизилась к Солнцу, ученые обнаружили, что она резко замедлила свое вращение. Данные, полученные с помощью обсерватории Swift имени Нила Герелса в мае 2017 года, показали, что объект вращался в три раза медленнее, чем в марте 2017 года, когда его наблюдал телескоп Discovery Channel в обсерватории Лоуэлла в Аризоне.

Новый анализ последующих наблюдений с помощью телескопа «Хаббл» показал, что вращение этой кометы приобрело еще более необычный характер.

Снимки, сделанные «Хабблом» в декабре 2017 года, показали, что комета снова начала вращаться гораздо быстрее, с периодом примерно в 14 часов, по сравнению с 46–60 часами, зафиксированными «Свифтом». По мнению исследователей, самое простое объяснение состоит в том, что комета продолжала замедляться, пока почти не остановилась, а затем начала вращаться в почти противоположном направлении из-за выбросов газа на её поверхности.

Маленькое ядро с переменчивым характером

«Хаббл» также определил размер ядра кометы: его диаметр составляет около 1 км (примерно в три раза больше высоты Эйфелевой башни).

Это очень маленький размер для кометы, из-за чего она легко может деформироваться или скрутиться.

По мере приближения кометы к Солнцу под воздействием тепла замерзший лед сублимируется, выбрасывая вещество в космос.

«Струи газа, вылетающие с поверхности, могут действовать как небольшие двигатели, — говорит автор статьи Дэвид Джуитт из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. — Если эти струи распределены неравномерно, они могут кардинально изменить вращение кометы, особенно небольшой».

Изначально комета вращалась в одном направлении, но газовые струи, противодействующие этому движению, постепенно замедляли ее. Из-за того, что струи продолжали давить, комета начала вращаться в противоположном направлении.

«Это как толкать карусель, — сказал Джуитт. — Если она вращается в одну сторону, а вы толкаете ее в другую, то можете замедлить ее движение и заставить вращаться в обратную сторону».

Доказательства быстрой эволюции

Исследование также показало, что общая активность кометы значительно снизилась по сравнению с предыдущими периодами. Во время прохождения перигелия в 2001 году комета 41P была необычайно активна для своего размера. К 2017 году выделение ею газа сократилось примерно на порядок.

Это изменение говорит о том, что поверхность кометы может быстро меняться, возможно, из-за того, что летучие вещества на её поверхности истощаются или покрываются изолирующими слоями пыли.

Большинство изменений в структуре комет происходят в течение столетий или даже дольше. Быстрые изменения в скорости вращения, наблюдаемые у кометы 41P, дают редкую возможность увидеть эволюционные процессы, происходящие в масштабах человеческой жизни.

Моделирование на основе измеренных крутящих моментов и скорости потери массы позволяет предположить, что продолжающиеся изменения в характере вращения кометы 41P могут в конечном итоге привести к структурной нестабильности. Если комета вращается слишком быстро, центробежные силы могут преодолеть ее слабую гравитацию и разрушить структуру, что может привести к фрагментации или даже распаду.

«Я полагаю, что это ядро очень быстро самоуничтожится», — сказал Джуитт.

Тем не менее комета 41P, вероятно, находится на своей нынешней орбите уже около 1500 лет.

Архивная находка

«Хаббл» собирает изображения и спектроскопические данные со всего космоса уже более 35 лет, и все эти наблюдения доступны в Архиве космических телескопов Микульски — центральном хранилище данных более десятка астрономических миссий, включая «Хаббл».

Джуитт обнаружил эти наблюдения, просматривая архив, и понял, что их еще предстоит проанализировать.

Благодаря тому, что научные данные НАСА открыты для всех, наблюдения, сделанные много лет или даже десятилетий назад, можно использовать для поиска ответов на новые научные вопросы. Во многих случаях ученые продолжают делать открытия не только благодаря новым наблюдениям, но и анализируя архив, накопленный за десятилетия космических исследований.

На изображении:

На этой иллюстрации художник изобразил комету 41P, крошечную комету семейства Юпитера, когда она приблизилась к Солнцу и замерзшие газы начали сублимироваться, выбрасывая вещество в космос. Ученые, анализировавшие данные космического телескопа «Хаббл», обнаружили, что эти выбросы замедлили вращение кометы, а затем заставили ее вращаться в противоположном направлении. Источник:

Иллюстрация: NASA, ESA, CSA, Ральф Кроуфорд (STScI)