Первый межзвёздный астероид сделан не из льда: тайна остаётся неразгаданной
Открытый в 2017 году астероид под названием 1I/Оумуамуа оказался первым обнаруженным объектом, прилетевшим из-за пределов Солнечной системы. Его необычная вытянутая форма и кинематика породили гипотезу, что он является ледяным айсбергом — «кометой», сложенной водородным льдом и рождённой в межзвёздном молекулярном облаке на расстоянии десятков тысяч световых лет. Новое исследование показало, что такой айсберг не смог бы пережить межзвёздный перелёт, а его лёд испарился бы под действием космического излучения задолго до подлёта к Солнечной системе.
Астероид Оумуамуа (ʻOumuamua) — первый зафиксированный межзвёздный объект, то есть космическое тело, обнаруженное в границах Солнечной системы, но образованное за её пределами. Объект получил уникальное наименование от гавайского слова с примерным значением «разведчик» или «посланник издалека». Астероид был открыт в обсерватории на Гавайях 19 октября 2017 года, когда находился на расстоянии 0,25 а.е. от Земли. Если судить по свойствам объекта и его траектории, он формально больше относится к кометам. Обычные долгопериодические кометы с периодами, измеряемыми тысячами лет, образуются в области облака Оорта далеко за границей транснептуновых объектов пояса Койпера (таких, как Плутон и Седна). Межзвёздное происхождение объекта Оумуамуа устанавливается прежде всего по элементам орбиты и его скорости — 26 км/с по отношению к Солнцу — она близка к средней скорости звёздного материала в окрестностях Солнечной системы.
Астероид имеет сильно вытянутую или плоскую форму, и таким его обычно изображают на рисунках. Отметим, что прямых снимков объекта с разрешением, позволяющим различить его структуру, нет; распространённые изображения являются художественным представлением с учётом его свойств, установленных по косвенным признакам. На снимках телескопов это всего-навсего светящаяся точка переменной яркости (впрочем, как и большинство наблюдаемых космических объектов). Даже продольные размеры объекта определяются с точностью до порядка — от 100 м до 1 км. О его форме судят, например, по «световой кривой» — периодическому изменению видимой яркости со временем: движение выглядит так, как если бы он не просто вращался, как почти сферическое тело, а кувыркался, обращаясь вокруг неглавной оси (такое явление ещё называют эффектом Джанибекова). Объект обнаружили уже после его сближения с Солнцем. При этом в процессе вылета из Солнечной системы его скорость увеличилась, а не уменьшилась в соответствии с орбитальной механикой — астероид испытал негравитационное ускорение, что стало ещё одной его загадкой.
Недавно выдвинутая гипотеза объясняет такие свойства астероида тем, что он сложен льдом из молекулярного водорода H2. В частности, при таком предположении выстраиваются правдоподобные объяснения его вытянутой формы и «реактивных» свойств, так что эта гипотеза завоевала популярность среди астрофизиков. Реактивное ускорение в такой модели получается при испарении льда под действием Солнца. Эта версия основана на гипотетической возможности формирования водородного льда в плотных гигантских молекулярных облаках, например, ближайшем от нас W51, которое находится в 17 тысячах световых лет от Земли в созвездии Орла и является активной областью звёздообразования. Однако открытым остаётся вопрос, может ли космическое тело, состоящее в основном из льда, сохраниться, вылетев за пределы «родного» молекулярного облака, пролететь это расстояние до Солнечной системы и потом ещё не разрушиться при близком подлёте к Солнцу, как многие кометы.
В августе 2020 года астрофизики из Кореи опубликовали статью в The Astrophysical Research Letters, в которой оценили процессы разрушения молекулярного водородного льда при движении небесного тела под действием излучения звёзд и других факторов. Оценки проводились отдельно для движения внутри молекулярного облака до выхода из него в межзвёздное пространство, а также для полёта до входа в границы Солнечной системы — для этих двух режимов доминирующими будут разные механизмы разрушения. Кроме того, необходимо также отдельно учесть разрушение при движении уже внутри Солнечной системы под действием солнечного ветра и излучения от звезды — подобно тому, как разрушаются обычные кометы при сближении с Солнцем.
Согласно результатам исследования, такой ледяной айсберг не смог бы преодолеть подобные расстояния в межзвёздной среде. Наиболее разрушительное воздействие на него оказывает излучение ближайших звёзд и сублимация вещества с поверхности объекта под его воздействием. Водородный лёд должен был испариться ещё до выхода объекта за пределы молекулярного облака, что опровергает гипотезу о «водородном» происхождении астероида с его рождением в какой-либо области молекулярного межзвёздного газа.
Таким образом, объект 1I/2017 U1, или Оумуамуа, снова становится «загадочным», с несколькими конкурирующими гипотезами его происхождения, включая рождение и выброс из системы какой-либо из ближних звёзд.