Вчені визначили походження позасонячного об′єкта Оумуамуа

У 2017 році в астрономічний обсерваторії Pan-STARRS на Гаваях був виявлений перший міжзоряний об′єкт з-за меж нашої Сонячної системи. Його назвали Оумуамуа, що на гавайському означає "розвідник" або "посланник". Об′єкт був схожий на комету, але з особливостями, які були досить дивними для того, щоб уникнути класифікації.

Про це розповідають в Арізонському державному університеті.

Два астрофізики з цього вишу, Стівен Деш та Алан Джексон зі Школи досліджень Землі та космосу, взялися пояснити дивні особливості Оумуамуа і визначили, що це ймовірно шматок плутоноподібної планети з іншої сонячної системи. Їхні висновки нещодавно були опубліковані в парі статей у журналі "AGU Journal of Geophysical Research: Planets".

"Багато в чому Оумуамуа нагадував комету, але вона була досить своєрідною за кількома відношеннями, через що загадковість оточила його природу, і розгулялися спекуляції про те, що це", - сказав Деш, професор Школи досліджень Землі та космосу.

На основі спостережень за об’єктом, Деш і Джексон визначили кілька характеристик об’єкта, які відрізнялися від того, що можна було очікувати від комети.

Що стосується швидкості, об'єкт увійшов у Сонячну систему зі швидкістю трохи нижчою, ніж можна було очікувати, вказуючи на те, що він не подорожував у міжзоряному просторі більше мільярда років або близько того. Що стосується розміру, його форма млинця була також більш пласкою, ніж будь-який інший відомий об'єкт Сонячної системи.

Вони також зауважили, що, хоча об'єкт набув легкого поштовху від Сонця ("ефект ракети", характерний для комет, оскільки сонячне світло випаровує льоди, з яких вони зроблені), цей поштовх був сильнішим, ніж можна було б пояснити. Нарешті, об’єкту бракувало вихідного газу для виявлення, який зазвичай помітний як хвіст комети. В цілому, об’єкт дуже нагадував комету, але не будь-яку комету, яка коли-небудь спостерігалася у Сонячній системі.

Потім Деш і Джексон висунули гіпотезу про те, що об'єкт зроблений з різних льодів, і вони підрахували, наскільки швидко ці льоди сублімуються (переходять від твердого до газоподібного стану) у міру того, як Оумуамуа проходить повз Сонце. Звідти вони розрахували ефект ракети, масу та форму об’єкта, а також відбивну здатність льодів.

"Це був хвилюючий момент для нас", - каже Деш. "Ми зрозуміли, що шматок льоду буде набагато більш відбивальним, ніж люди припускали, а це означає, що він міг би бути меншим. Той самий ефект ракети надав би Оумуамуа більший поштовх, більший, ніж зазвичай зазнають комети".

Деш і Джексон знайшли, зокрема, один лід - твердий азот - який забезпечував точну відповідність всім характеристикам об’єкта одночасно. І оскільки на поверхні Плутона можна побачити твердий лід азоту, не виключено, що кометоподібний об’єкт може бути виготовлений з того ж матеріалу.

"Ми знали, що вдалися до правильної ідеї, коли завершили розрахунок того, яке альбедо (відбивальна здатність тіла) зробило б рух Оумуамуа відповідним до спостережень", - каже Джексон, який є вченим-дослідником та науковим співробітником Арізонського державного університету. "Це значення виявилося таким самим, яке ми спостерігаємо на поверхні Плутона або Тритона -- тіл, покритих азотним льодом".

Потім вони розрахували швидкість, з якою шматки твердого азотного льоду були б збиті з поверхонь Плутона та подібних тіл на початку історії нашої Сонячної системи. І вони підрахували ймовірність того, що шматки твердого азотного льоду з інших сонячних систем досягнуть нашої.

"Він, швидше за все, був збитий з поверхні ударом близько півмільярда років тому і викинутий з батьківської системи", - каже Джексон. "Те, що він зроблений із замороженого азоту також пояснює незвичайну форму Оумуамуа. У міру того, як зовнішні шари азотного льоду випаровувалися, форма тіла поступово ставала більш вирівняною, так само, як і з бруском мила, коли зовнішні шари стираються в процесі використання".

Ілюстрація правдоподібної історії для Оумуамуа: походить зі своєї материнської системи близько 0,4 млрд років тому; ерозія космічними променями під час подорожі до Сонячної системи; і проходження через Сонячну систему, включаючи найбільше наближення до Сонця 9 вересня 2017 року та відкриття в жовтні 2017 року. У кожному етапі своєї історії ця ілюстрація показує передбачуваний розмір "Оумуамуа" та співвідношення між його найдовшими та найкоротшими розмірами. S. Selkirk/ASU

Чи міг би Оумуамуа бути інопланетною технологією?

Незважаючи на те, що кометоподібну природу Оумуамуа було швидко визнано, неможливість відразу її детально пояснити призвела до припущень, що це частина інопланетної технології, як у нещодавно виданій книзі "Позаземне: перші ознаки розумного життя за межами Землі" Аві Леба з Гарвардського університету.

Це спричинило публічну дискусію щодо наукового методу та відповідальності вчених за поспішні висновки.

"Усі цікавляться інопланетянами, і неминуче було, щоб цей перший об'єкт поза Сонячною системою змусив людей думати про інопланетян", - каже Деш. "Але в науці важливо не робити поспішних висновків. Потрібно було два-три роки, щоб з'ясувати природне пояснення -- шматок азотного льоду -- яке відповідає усьому, що ми знаємо про Оумуамуа. Це не так вже й довго в науці, і занадто рано також казати, що ми вичерпали всі природні пояснення".

Хоча немає жодних доказів того, що це інопланетна технологія, як фрагмент плутоноподібної планети Оумуамуа надав вченим особливу можливість поглянути на позасонячні системи таким чином, як вони раніше не могли. У міру того, як все більше об’єктів, таких як Оумуамуа, знаходять і вивчають, вчені можуть продовжувати розширювати наше розуміння того, якими є інші планетарні системи, і способами, якими вони схожі або відрізняються від нашої власної Сонячної системи.

"Це дослідження захоплює тим, що ми, мабуть, розгадали таємницю того, що таке Оумуамуа, і ми можемо обґрунтовано визначити його як шматок екзо-Плутона, плутоноподібної планети в іншій сонячній системі", - каже Деш. "До цього часу ми не мали можливості дізнатися, чи є в інших сонячних системах планети, подібні до Плутона, але зараз ми побачили прохід повз Землю шматок однієї".

Деш і Джексон сподіваються, що майбутні телескопи, такі як Великий синоптичний оглядовий телескоп Обсерваторії Вери Рубін в Чилі, який зможе регулярно оглядати все південне небо, зможе почати знаходити ще більше міжзоряних об'єктів, які вони та інші вчені зможуть використовувати для подальшої перевірки своїх ідей.

"Сподіваємось, що приблизно через десять років ми зможемо отримати статистичні дані про те, які види об'єктів проходять через Сонячну систему, та чи шматки азотного льоду є рідкісними або такими поширеними, як ми підрахували", - каже Джексон. "У будь-якому випадку, ми повинні мати змогу дізнатися багато про інші сонячні системи та про те, чи переживали вони ті самі історії зіткнень, що й наша".

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.