Оумуамуа глазами художника
В конце 2017 года нашу Солнечную систему навестил межзвёздный гость: причудливый сигарообразный объект, промчавшийся мимо Солнца со скоростью 44 километра в секунду, и получивший название «Оумуамуа» (в переводе с гавайского — «посланник издалека, прибывший первым»). Была ли это комета? Астероид? Экземпляр инопланетной технологии? С тех пор учёные ломают голову над происхождением и необычными характеристиками Оумуамуа, и в первую очередь над его странной орбитой, и предлагают различные модели для их объяснения.
Но, возможно, ответ гораздо проще, чем считалось ранее – его описали в новой работе, опубликованной в журнале Nature. Авторы предполагают, что странное поведение Оумуамуа объясняется выделением водорода при нагревании ледяного тела вблизи Солнца – это простой механизм, характерный для ледяных комет.
После обнаружения объекта астрономы с удивлением увидели, что Оумуамуа удаляется от Солнца гораздо быстрее, чем это можно было ожидать от простого астероида. У него явно присутствовал «ракетный эффект», характерный для комет. Эффект вызывается солнечным светом, испаряющим лёд, из которого состоят эти тела. Однако при съёмке Оумуамуа не было обнаружено никаких признаков выброса газа и пыли, что типично для комет, приблизившихся к Солнцу.
В октябре 2018 года гарвардский астроном Ави Лоеб и его тогдашний аспирант Шмуэль Биали представили препринт (с тех пор опубликованный) в Astrophysical Journal. Их анализ показывал, что объект может ускоряться благодаря наличию у него солнечного паруса, на основании чего они делали вывод, что Оумуамуа может оказаться «полностью готовым к работе зондом, намеренно посланным в окрестности Земли инопланетной цивилизацией».
Другие астрономы выдвигали свои гипотезы, и в какой-то момент к изучению объекта присоединилась Дженнифер Бергнер, астрохимик из Калифорнийского университета в Беркли, изучающая химические реакции на ледяных породах в холодном вакууме космоса. Она обратилась к своему коллеге Дэррилу Селигману, постдоку в Корнельском университете, с более простым объяснением наблюдений. Селигман ранее предположил, что Оумуамуа может быть твёрдым водородным айсбергом, выделяющим газы с достаточной большой силой, способной повлиять на его орбиту. Но такие тела никогда не наблюдались, и было непонятно, как они могут сформироваться или выжить в течение десятков и сотен миллионов лет в межзвёздном пространстве.
«Комета, путешествующая через межзвёздную среду, как бы поджаривается космическим излучением, в результате чего в ней образуется водород, — говорит Бергнер. — Мы подумали: если бы это было так, мог ли этот газ попасть в ловушку внутри небесного тела, чтобы потом, когда комета войдёт в Солнечную систему и нагреется, она стала бы выпускать этот водород? Может ли этот эффект объяснить негравитационное ускорение?"
Ответ, похоже, положительный. Бергнер раскопала экспериментальные исследования 1970-х, 1980-х и 1990-х годов, описывающие, как при попадании в лёд высокоэнергетических частиц, таких как космические лучи, образуется большое количество молекулярного водорода. Этот водород может быть заперт в карманах во льду. Когда лёд нагревается, его структура перестраивается, карманы разрушаются, и во льду образуются каналы, позволяющие газообразному водороду выходить наружу. Бергнер и Селигман обнаружили, что под поверхностью Оумуамуа достаточно льда, чтобы создать такой механизм газовыделения.
Однако по меньшей мере одного человека в этом сложно убедить: Ави Лоеба. «Авторы новой работы утверждают, что это была комета с водяным льдом, хотя мы не видели кометного хвоста, — сказал Лоеб в интервью The New York Times. — Это всё равно, что утверждать, что слон — это зебра без полос».
Бергнер и Селигман говорят, что их модель учитывает это. «Для кометы размером в несколько километров газовыделение будет происходить из очень тонкой оболочки по отношению к основной массе объекта, поэтому как с точки зрения состава, так и с точки зрения любого ускорения, этот эффект может быть незаметным, — сказала Бергнер. — И поскольку Оумуамуа довольно небольшой, этой силы должно было хватить для его ускорения». А в результате любая пыль, содержащаяся во льду, осталась бы в этой ледяной ловушке, и эффектного кометного хвоста не было бы.
