Перейти к содержанию

Межзвёздный объект

Эта статья находится на начальном уровне проработки, в одной из её версий выборочно используется текст из источника, распространяемого под свободной лицензией
Материал из энциклопедии Руниверсалис

Межзвёздные объекты — объекты (кометы, астероиды и т.д.), которые находятся в межзвёздном пространстве[1], не связанные силами тяготения с какой-либо звездой[2]. Межзвёздный объект может быть выявлен только если он проходит через нашу Солнечную систему вблизи от Солнца или если он отделился от облака Оорта и начал двигаться по сильно вытянутой гиперболической орбите, не связанной с гравитацией Солнца[2].

Первым выявленным межзвёздным объектом стал 1I/Оумуамуа[1]. Объекты со слабо гиперболическими траекториями уже наблюдались, но траектории этих объектов говорят, что они были выброшены из облака Оорта, то есть образовались в нашей Солнечной системе, а не у другой звезды или в межзвёздной среде.

Современные модели образования облака Оорта показывают, что большинство объектов выбрасывались из него в межзвёздное пространство, и только малая часть оставалась в облаке. Расчёты показывают, что количество выброшенных из облака объектов в 3-100 раз больше тех, что в нём остались[2]. По другим моделям количество выброшенных объектов составляет 90-99 % всех образовавшихся там объектов[3] и нет никаких оснований полагать, что в других звёздных системах образование объектов происходит по каким-либо иным механизмам, исключающим подобное рассеивание[1].

Межзвёздные объекты должны время от времени проходить через внутреннюю часть Солнечной системы[1], они должны подходить к Солнечной системе с различными скоростями, преимущественно из области созвездия Геркулеса, поскольку Солнечная система движется именно в этом направлении[4]. Учитывая крайнюю редкость объектов со скоростью движения, превышающей скорость убегания от Солнца (до сих пор обнаружено лишь два таких объекта: 1I/Оумуамуа и комета 2I/Borisov), можно сделать вывод, что существует верхний предел плотности объектов в межзвёздном пространстве. Предположительно плотность межзвёздных объектов не может превышать 1013 объектов на кубический парсек[5]. Согласно другим анализам, проведённым LINEAR, верхний предел втрое меньше — находится на уровне в 4,5⋅10−4 на одну кубическую астрономическую единицу в кубе (3⋅1012 объектов на кубический парсек)[2].

В редких случаях межзвёздные объекты могут быть захвачены при прохождении через Солнечную систему и переведены тяготением Солнца на гелиоцентрическую орбиту. Компьютерное моделирование показывает, что Юпитер — единственная планета, которая достаточно массивна для того, чтобы захватить такой объект и перевести его на околосолнечную орбиту, но вероятность подобного захвата — раз в 60 миллионов лет[5]. Примером такого объекта, возможно, является комета 96P/Махгольца, которая имеет очень необычный химический состав, схожий с составом межзвёздной среды, из которой она и могла образоваться[6].

Восемь гиперболических комет являются хорошими кандидатами на статус межзвёздных объектов, поскольку все они имеют V∞ <-1,5 км/с: C/1853 R1 (Брунса), C/1997 P2 (Spacewatch), C/1999 U2 (SOHO), C/2002 A3 (LINEAR), C/2008 J4 (Макнота), C/2012 C2 (Брюэнье), C/2012 S1 (ISON) и C/2017 D3 (ATLAS)[7]. Если эти данные подтвердятся, то астероид Оумуамуа потеряет статус первого межзвёздного объекта, уступив его комете C/1853 R1, открытой К. Брунсом в 1853 году[8].

Некоторые футуристы возлагают на эти объекты большие надежды, связанные с межзвёздными путешествиями. По их мнению, к такому объекту может быть пристыкована небольшая первичная база, которая в дальнейшем будет его использовать как источник топлива для управляемого термоядерного синтеза, источник рабочего тела для ионных двигателей, источник стройматериалов для космического строительства на месте и т. д., избавляя от необходимости разгонять всю эту колоссальную массу. Разумеется, для этого необходимо, чтобы объект летел в требуемом направлении хотя бы «с точностью до созвездия». Несомненно, это будет «полезное приобретение», так как с точки зрения эффекта Оберта такое небесное тело можно рассматривать как заранее разогнанное топливо и заранее разогнанную дополнительную ступень, что повышает эффективность суммарной системы экспоненциальным образом. Сложности тоже очевидны: необходимость дальнего обнаружения, экспресс-анализа состава и параметров траектории, а также необходимость десятилетиями ожидать пролёта такого объекта в допустимом диапазоне направлений, сохраняя при этом полную готовность к срочному сходу с околоземной орбиты ожидания и вылету на стыковку.

Оумуамуа

Основная статья: 1I/Оумуамуа

1I/Оумуамуа — первый обнаруженный межзвёздный объект, пролетающий через Солнечную систему. Он был открыт Робертом Уриком 19 октября 2017 года на основе данных телескопа Pan-STARRS, когда астероид был на расстоянии 0,2 а.е. от Земли. Было рассчитано, что астероид прошёл через перигелий 9 сентября 2017 года и был на расстоянии 0,161 а.е. от Земли 14 октября 2017 года.

Сто лет назад 1I/Оумуамуа находился на расстоянии примерно 559 а.е. (84 миллиарда км) от Солнца и двигался со скоростью 26 км/с в его направлении. Астероид продолжал ускоряться, пока не достиг максимальной скорости в перигелии (87,7 км/с).

Комета Борисова

Основная статья: 2I/Borisov

30 августа 2019 года крымский астроном-любитель Геннадий Борисов открыл ещё один межзвёздный объект — комету 2I/Borisov.

Метеориты 2014 и 2017 годов

8 января 2014 года метеорит CNEOS 2014-01-08[англ.] (IM1) диаметром менее полуметра вошёл в атмосферу Земли над Папуа — Новой Гвинеей со скоростью 60 км/с, что намного больше, чем у небесных тел, движущихся по орбитам внутри Солнечной системы. Астрономы из Гарвардского университета заинтересовались этим метеоритом в 2019 году, и проведённые ими расчёты показали, что с вероятностью 99% этот объект является межзвёздным. Однако соответствующая статья из базы arXiv.org так и не прошла экспертную оценку и не была опубликована ни в одном из научных журналов. Тем не менее, в 2022 году Космическое командование США[англ.] подтвердило, что анализ 2019 года был «достаточно точен, чтобы подтвердить межзвёздную траекторию». Это подтверждение делает метеорит 2014 года первым известным межзвёздным объектом, который на памяти человечества когда-либо прилетал в Солнечную систему[9][10].

В 2022 году было объявлено об открытии второго межзвёздного метеорита CNEOS 2017-03-09[англ.] (IM2), вошедшего в атмосферу Земли в 2017 году недалеко от Португалии[11][12]. CNEOS 2017-03-09 (IM2), был в 10 раз массивнее, чем IM1 и имел диаметр примерно 1 м. Он двигался со скоростью 40 км/с (по сравнению с 60 км/с у IM1) относительно локального стандарта покоя, что существенно превышает средние относительные скорости звёзд в окрестностях Солнечной системы. И IM1, и IM2 распались низко в атмосфере Земли, несмотря на их необычно высокие скорости. Оценки прочности этих двух метеоритов (194 МПа для IM1 и 75 МПа для IM2, у железных метеоритов максимальный предел прочности составляет 50 МПа) на основе высоты их взрыва в атмосфере показывают, что они состояли из тугоплавких металлов, прочнее железа, что даже породило версию, что они могут являться искусственными межзвёздными зондами. Для метеоритов из Солнечной системы подобная прочность нехарактерна: так, в каталоге CNEOS из 273 метеоритов IM1 и IM2 заняли первое и третье место по прочности. К местам падения IM1 и IM2 планируются экспедиции, которые займутся поиском возможных остатков от них[12].

См. также

Примечания

  1. ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 Valtonen, Mauri J.; Jia-Qing Zheng, Seppo Mikkola. Origin of oort cloud comets in the interstellar space (англ.) // Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy : journal. — Springer Netherlands, 1992. — March (vol. 54, no. 1—3). — P. 37—48. — doi:10.1007/BF00049542. Архивировано 13 сентября 2019 года.
  2. ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 Francis, Paul J. The Demographics of Long-Period Comets (англ.) // The Astrophysical Journal. — IOP Publishing, 2005. — 20 December (vol. 635, no. 2). — P. 1348—1361. — doi:10.1086/497684. — Bibcode: 2005ApJ...635.1348F.
  3. ↑ Choi, Charles Q. The Enduring Mysteries of Comets. Space.com (24 декабря 2007). Дата обращения: 30 декабря 2008. Архивировано 3 июля 2012 года.
  4. ↑ Struve, Otto[англ.]; Lynds, Beverly and Pillans, Helen. Elementary Astronomy (англ.). — New York: Oxford University Press, 1959. — P. 150.
  5. ↑ 5,0 5,1 Torbett, M. V. Capture of 20 km/s approach velocity interstellar comets by three-body interactions in the planetary system (англ.) // Astronomical Journal : journal. — 1986. — July (vol. 92). — P. 171—175. — doi:10.1086/114148.
  6. ↑ MacRobert, Alan. A Very Oddball Comet, Sky & Telescope (2 декабря 2008). Архивировано 7 декабря 2008 года. Дата обращения 26 марта 2010.
  7. ↑ Where the Solar system meets the solar neighbourhood: patterns in the distribution of radiants of observed hyperbolic minor bodies Архивная копия от 22 января 2022 на Wayback Machine, 2018
  8. ↑ Учёные нашли первые следы звезды, пролетевшей через Солнечную систему Архивная копия от 25 марта 2018 на Wayback Machine // РИА
  9. ↑ Военные США признали, что в 2014 над Тихим океаном взорвался межзвездный объект. Дата обращения: 12 апреля 2022. Архивировано 12 апреля 2022 года.
  10. ↑ В 2014 году над Землей взорвался межзвёздный объект – рассекреченные данные ВВС США. Дата обращения: 12 апреля 2022. Архивировано 11 мая 2022 года.
  11. ↑ Siraj, Amir & Loeb, Avi (20 September 2022), Interstellar Meteors are Outliers in Material Strength, arΧiv:2209.09905v1 [astro-ph.EP]. 
  12. ↑ 12,0 12,1 Loeb, Avi. The discovery of a second interstellar meteor, TheDebrief.org (23 September 2022). Дата обращения 24 сентября 2022.
Источник — https://xn--h1ajim.xn--p1ai/index.php?title=Межзвёздный_объект&oldid=18443926