Перший відомий людству об’єкт, який прилетів з-за меж Сонячної системи — нещодавно відкритий Оумуамуа, — може стати справжнім Ельдорадо для дослідників. Астрономи навели на гостя найпотужніші телескопи, надіючись зібрати про нього якнайбільше даних, поки він не сховався з поля зору. Об’єкт цікавий не лише сам по собі — він ще й містить важливі дороговкази до аналізу еволюції планетарних систем.
Оумуамуа привернув увагу астрономів ще 19 жовтня. Як відкрили розрахунки, він рухався зі швидкістю 26 км/сек по дуже видовженій орбітальній траєкторії — це свідчить про те, що гість прилетів із міжзоряного простору. Телескопи швидко перехопили його. Утім, астрономи не побачили того, що в такого об’єкта з високою ймовірністю мало би бути, — видовженого хвоста комети. “Оумуамуа більше нагадує астероїд, а не комету”, — каже Карен Міч, дослідниця комет із Гавайського університету в м. Мноа.
Астероїд чи комета — чому це важливо? Річ у тім, що відповідь на це запитання пов’язана з розумінням еволюції планетарних систем. Відомо, що планетарні системи розвиваються із так званих протопланетних дисків, які утворюються навколо молодих зірок. Під дією гравітації з протопланетного диску виникають кілька великих планет і міріади невеликих об’єктів радіусом до кілометра, які називаються планетозималями. Понад половина таких об'єктів можуть бути викинені у міжзоряний простір під дією гравітації великих планет. Розрахунки доводять, що абсолютна більшість планетозималей мають бути з криги — приблизно 10.000 крижаних об’єктів на 1 кам’янистий.
Тіла, наближені до зорі, здебільшого кам’янисті, адже енергія зорі випаровує лід, натомість тіла, що обертаються подалі, зберігають лід. Вододіл між кам’янистими і льодяними тілами у Сонячній системі проходить між орбітами Марса і Юпітера. Астрономи вірять, що у зірок, схожих на Сонце, він лежить на аналогічній відстані. Великі планети, як-от “газові гіганти” Юпітер і Сатурн, також здебільшого віддалені від своїх зір і обертаються у “крижаній зоні”. Вони, отже, повинні взаємодіяти саме з крижаними тілами і саме їх виштовхувати своєю гравітацією назовні. Тож гість із інших зоряних систем мав би бути крижаним тілом — кометою. “У популяції планетозималей повинні домінувати комети, а не астероїди”, — каже Шон Реймонд, астроном із астрофізичної лабораторії в Бордо (Франція). Реймонд вважає, що Оумуамуа — не астероїд, а все-таки комета, яка не показує ознак активності.
Дивний рух Оумуамуа також, найімовірніше, пов’язаний з його походженням. Автори статті, опублікованої нещодавно на сервері препринтів arXiv, довели, що об’єкт, летячи крізь простір, хаотично крутиться замість рівномірно обертатися навколо власної осі. Скоріше за все, припускають вони, він почав такий незвичний рух ще всередині своєї зоряної системи і продовжуватиме його, коли полишить нашу. Причиною такого хаотизму, мабуть, стало давноминуле зіткнення з іншим тілом або екстремальний обертальний момент, який Оумуамуа отримав, коли гравітація пожбурила його за межі його зоряної системи. Причиною могло стати і реактивне газовиділення льодяного матеріалу під дією зоряної енергії — процес, який зумовлює появу у комети хвоста.
Найбільша загадка полягає в тому, що коли Оумуамуа — це таки комета (як би мало бути з 99% ймовірності), то чому в неї немає хвоста? Девід Джовіт, астроном із Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі, припускає, що лід схований під шаром речовини, утвореної під впливом космічних променів під час тривалої космічної подорожі Оумуамуа. “Запеченої” космічною радіацією скорини товщиною лише півметра, за розрахунками Джовіта, має бути цілком достатньо, щоби сховати лід і не дати йому випаровуватися під дією сонячної радіації. “Вам потрібно лише заглибитися всередину на метр або два, щоб досягнути температури міжзоряного простору, яка лише на декілька градусів вища за абсолютний нуль”, — каже астроном.
Утім, гіпотеза “комети з скоринкою” має супротивників. “Я не думаю, що такий об’єкт може бути в якийсь спосіб запечатаний”, — каже Міч. А на думку Девіда Тріллінґа, астронома з Північного університету в Арізоні, хоча примітивний матеріал можна сильно опромінити всередині Сонячної системи, “немає підстав думати, що ви можете отримати таку радіаційну скорину в міжзоряного об’єкта”.
На жаль, ми, мабуть, ніколи не дізнаємось, з якого матеріалу складається Оумуамуа, бо він надто швидко покидає Сонячну систему, щоби ми мали бодай якийсь шанс наздогнати його за допомогою навіть найшвидшого космічного апарата. Втім, поява космічного мандрівника спонукає астрономів із захопленням чекати наступного гостя. Можливо, зі сучасними технологіями вдасться реєструвати хоча б один такий об’єкт щороку. Якщо й наступні візитери виявляться кам’янистими, то це буде погана новина для загальноприйнятих теорій еволюції планетних систем. Адже з цього випливатиме, що кам’янистий матеріал становить значно більшу частку протопланетного диску, й уявлення про еволюцію планет доведеться кардинально переглянути.
Nola Taylor
Oddball Object Tumbling among the Stars Could Disrupt Planetary Science
Scientific American, 13/12/2017
Зреферував Євген Ланюк
24.12.2017