ALMA раскрывает необычный состав межзвездной кометы 2I / Борисов
Наблюдения ALMA показали, что газ, выходящий из кометы, содержал необычно высокое количество угарного газа (СО)
Галактический пришелец вошел в нашу солнечную систему в прошлом году — это межзвездная комета 2I / Борисов.
Когда астрономы изучили ее с помощью телескопов ALMA 15 и 16 декабря 2019 года, они впервые непосредственно наблюдали химические вещества, находящиеся внутри объекта, от другой, чем наша, планетарной системы.
Исследование было опубликовано 20 апреля 2020 года в журнале Nature Astronomy.
Наблюдения ALMA показали, что газ, выходящий из кометы, содержал необычно высокое количество угарного газа (СО).
Концентрация СО была выше, чем кто-либо обнаруживал в любой комете в пределах 2 а.е. от Солнца (в пределах менее 300 миллионов километров). Концентрация СО Борисова была оценена в 9–26 раз выше, чем у средней кометы Солнечной системы.
«Это первый раз, когда мы заглядываем внутрь кометы из-за пределов нашей солнечной системы, — говорят ученые, — и она резко отличается от большинства других комет, которые мы видели раньше».
ALMA обнаружил две молекулы в газе, выбрасываемом кометой: цианистый водород (HCN) и угарный газ (CO). В то время как астрономы ожидали увидеть HCN, который присутствует в 2I / Борисове в количествах, аналогичных обнаруженным в кометах Солнечной системы, они были удивлены, увидев большое количество CO.
«Комета, должно быть, образовалась из материала, очень богатого льдом CO, который присутствует только при самых низких температурах, найденных в космосе, ниже -250 градусов по Цельсию» — говорят исследователи.
«ALMA сыграла важную роль в преобразовании нашего понимания природы кометного материала в нашей собственной солнечной системе. Только благодаря беспрецедентной чувствительности ALMA на субмиллиметровых длинах волн мы можем охарактеризовать газ, выходящий из таких уникальных объектов».
Угарный газ является одной из самых распространенных молекул в космосе и находится в большинстве комет. Тем не менее, существует огромная разница в концентрации СО в кометах, и никто не знает, почему.
Отчасти это может быть связано с тем, где в солнечной системе образовалась комета; некоторые связывают концентрацию с тем, как часто орбита кометы приближает ее к Солнцу и заставляет выпускать более легко испаряющиеся газы.
Если наблюдаемые нами газы отражают состав места рождения 2I / Борисова, то они показывают, что комета могля образоваться не так, как кометы нашей собственной солнечной системы, а в чрезвычайно холодной внешней области далекой планетной системы. Этот регион можно сравнить с холодным регионом ледяных тел за Нептуном, называемым поясом Койпера.
Ученые могут только строить догадки о том, какая звезда была хозяином планетной системы 2I / Борисова.
«Большинство протопланетных дисков, наблюдаемых ALMA, находятся вокруг более молодых звезд с малой массой, таких как Солнце», — говорят ученые. «Многие из этих дисков простираются далеко за пределы региона, где, как считается, образовались наши собственные кометы, и содержат большое количество чрезвычайно холодного газа и пыли. Возможно, что 2I / Борисов пришел из одного такого диска».
Из-за его высокой скорости, когда он путешествовал через нашу солнечную систему (33 км/с), астрономы подозревают, что 2I / Борисов был выброшен из своей системы, вероятно, взаимодействуя с проходящей звездой или гигантской планетой.
Затем комета провела миллионы или миллиарды лет в холодном одиноком путешествии по межзвездному пространству, прежде чем ее открыл 30 августа 2019 года астроном-любитель Геннадий Борисов.
2I / Борисов — только второй межзвездный объект, обнаруженный в нашей солнечной системе. Первым был Oumuamua — обнаруженный в октябре 2017 года, когда он уже выходил из солнечной системы.
Это затрудняло раскрытие подробностей о том, была ли это комета, астероид или что-то еще. Наличие активной газовой и пылевой комы, окружающей 2I / Борисов, сделало ее первой подтвержденной межзвездной кометой.
Пока не наблюдаются другие межзвездные кометы, необычный состав 2I / Борисова не может быть легко объяснен и вызывает больше вопросов, чем отвечает.
Характерен ли ее состав для межзвездных комет? Увидим ли мы в ближайшие годы больше межзвездных комет со своеобразным химическим составом? Что они расскажут о том, как планеты образуются в других звездных системах?
Unusually high CO abundance of the first active interstellar comet, Nature Astronomy (2020). DOI: 10.1038/s41550-020-1087-2 , https://www.nature.com/articles/s41550-020-1087-2