Телескоп «Хаббл» впервые зафиксировал, как комета остановилась и начала вращаться в другую сторону

Астрономы под руководством Дэвида Джуитта из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, используя данные космического телескопа «Хаббл», обнаружили свидетельства изменения направления вращения кометы 41P/Туттля-Джакобини-Кресака. Исследователи выяснили, что небольшое небесное тело сначала замедлило свое вращение почти до полной остановки, а затем начало вращаться в противоположную сторону из-за воздействия газовых струй, выбрасываемых с его поверхности. Подробное описание этого открытия, ставшего первым в своем роде, опубликовано в журнале The Astronomical Journal.

Используя архивные данные, собранные за десятилетия работы телескопа «Хаббл», группа ученых проследила за необычным вращательным поведением кометы 41P, которая совершает оборот вокруг Солнца каждые 5,4 года и относится к числу небольших объектов Солнечной системы. В центре внимания оказался период после ее сближения с Солнцем в 2017 году, когда наземные наблюдения и данные телескопа Neil Gehrels Swift Observatory зафиксировали резкое замедление вращения ядра: к маю оно вращалось в три раза медленнее, чем в марте того же года.

Последующий анализ снимков «Хаббла», сделанных в декабре 2017 года, показал, что динамика стала еще более драматичной. Период вращения кометы вновь сократился до примерно 14 часов, тогда как ранее измерения «Свифта» указывали на 46–60 часов. Самым логичным объяснением этого феномена, по мнению исследователей, стало то, что под воздействием внутренних сил комета практически остановилась, после чего ее вращение сменило направление на противоположное.

Ключ к разгадке нестабильности кометы кроется в ее небольших размерах и природе сублимации льдов. «Хаббл» позволил точно измерить ядро кометы: его диаметр составляет всего примерно один километр, что делает объект крайне уязвимым для внешних воздействий. При приближении к Солнцу тепло вызывает сублимацию замерзшего газа, и выбросы вещества из недр действуют как естественные двигатели.

Автор исследования Дэвид Джуитт из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе пояснил этот механизм: «Струи газа, вырывающиеся с поверхности, могут действовать как небольшие двигатели. Если эти струи распределены неравномерно, они могут резко изменить вращение кометы, особенно небольшой». Ученый сравнил этот процесс с толканием карусели: если прикладывать силу против направления ее движения, можно сначала замедлить вращение, а затем и вовсе раскрутить ее в обратную сторону.

Помимо смены вектора вращения, исследование выявило значительное снижение общей активности кометы по сравнению с ее предыдущим возвращением в 2001 году, когда она была необычайно активна для своих размеров. К 2017 году объем выделяемого газа уменьшился примерно на порядок, что указывает на быструю эволюцию поверхностных слоев небесного тела, возможно, из-за истощения летучих веществ или их перекрытия слоями пыли.

Обычно подобные структурные изменения в жизни комет растягиваются на столетия, однако стремительные вращательные метаморфозы 41P дают астрономам редкую возможность наблюдать эволюционные процессы в масштабе всего одной человеческой жизни.

Результатом этого открытия стало не только первое документально подтвержденное наблюдение смены направления вращения кометы, но и тревожный прогноз относительно ее дальнейшей судьбы. Основываясь на измеренных моментах сил и скорости потери массы, ученые пришли к выводу, что продолжающиеся вращательные изменения могут привести к структурной нестабильности.

Если центробежные силы в конечном итоге преодолеют слабую гравитацию, удерживающую ядро, комета может начать фрагментироваться или полностью разрушиться. Как образно резюмировал Дэвид Джуитт: «Я ожидаю, что это ядро очень быстро самоуничтожится».