Ученые предложили объяснение странному ускорению межзвездного астероида Оумуамуа

Межзвездный астероид Оумуамуа, который в настоящее время находится в своем долгом путешествии и улетает из Солнечной системы, имеет вполне естественное объяснение, несмотря на его странные причуды. Необычное ускорение Оумуамуа, как утверждает новое исследование, может быть полностью связано с выделением молекулярного газообразного водорода.

Это, по словам астрохимика Дженнифер Бергнер из Калифорнийского университета в Беркли и астрофизика Дэррила Селигмана из Корнельского университета, является еще одним доказательством того, что сигарообразный объект представляет собой осколок зародыша планеты, который отправился в полет по галактике.

Такое элегантное решение, как пишут исследователи, «может объяснить многие специфические свойства Оумуамуа без тонкой настройки» и не прибегая к экстраординарным заявлениям о природе объекта.

Оумуамуа впервые появился в нашем поле зрения в октябре 2017 года, всего через месяц после того, как он пролетел ближе всего от Солнца, совершив петлю вокруг Солнечной системы и стал быстро улетать обратно из Солнечной системы в своем продолжающемся путешествии по космосу.

Ученые никогда не видели ничего подобного, и этот астероид до сих пор вызывает большой интерес у астрономов.

Во-первых, у него необычная сигарообразная форма. Оумуамуа длинный и тонкий, его длина достигает 400 метров. Ни одна другая комета или астероид в Солнечной системе не имеет такой формы.

Во-вторых, Оумуамуа вращается и ускоряется. И хотя объект, по-видимому, не содержит льда и не испускает газов, как это сделала бы комета, его траектория не может быть объяснена одной лишь гравитацией, как траектория астероида.

Выделение газа кометами по мере сублимации их льда дает кометам дополнительный источник ускорения, что согласуется с тем, что астрономы наблюдали с Оумуамуа. Это говорит о том, что он чем-то похож и на комету, и на астероид.

За годы, прошедшие после его открытия, ученые определили, что «Оумуамуа, вероятно, является осколком, отколовшимся от планетезималя, маленькой планеты, все еще находящейся в процессе формирования, которая столкнулась с другим объектом».

Такие столкновения не являются чем-то необычным в формирующейся планетной системе; наша Земля, как полагают, столкнулась с другим объектом размером с планету, в результате чего образовалась Луна. В случае с Оумуамуа осколок планетезималя был полностью выброшен из своей системы.

В 2020 году Дэррил Селигман выступил соавтором статьи, в которой предположил, что «ускорение Оумуамуа может быть связано с сублимацией молекулярного водорода (H2).

Молекулярный водород очень трудно обнаружить в космосе, так как он не излучает и не отражает свет; если бы Оумуамуа выделял молекулярный водород, ученые не смогли бы увидеть его так, как обычно видят следы кометной активности.

С другой стороны, было высказано предположение, что маловероятно, что Оумуамуа является айсбергом молекулярного водорода, как предполагали исследователи в 2020 году, поэтому Бергнер и Селигман вернулись к моделированию, чтобы определить, как объект может содержать (и сублимировать) молекулярный водород.

Они обнаружили, что объяснение правдоподобно из-за облучения тела, богатого водным льдом.

Когда ионизирующее излучение попадает на объект, радиолитические процессы расщепляют молекулы воды с образованием молекулярного водорода.

«В этой модели, — пишут ученые в своей статье, — Оумуамуа начинался как ледяной планетезималь, который при низких температурах облучался космическими лучами во время своего межзвездного путешествия и нагревался во время прохождения через Солнечную систему».

Существующая совокупность экспериментальных данных показывает, что обработка водного (H₂O) льда может постоянно и эффективно отделять H₂. Большая часть H₂ будет оставаться в ловушке в водной матрице, пока не нагреется до определенного диапазона температур; когда вода нагревается, молекулярный водород улетучивается.

Исследователи отмечают, что сублимация водного льда сама по себе будет производить только до 50 процентов наблюдаемого ускорения. Однако молекулярный водород объясняет это довольно точно.

«Оумуамуа теперь довольно далеко и движется быстро; сейчас нет реальной возможности рассмотреть его поближе и получить наблюдения лучше тех, которые у нас уже были», — говорят ученые.

Так что вопрос о том, правы ли они в отношении молекулярного водорода, останется открытым.

Тем не менее, исследователи говорят, что молекулярный водород удовлетворяет всем требованиям, и они могут проверить его, посмотрев на другие объекты — небольшие внешние тела Солнечной системы и другие межзвездные объекты, обнаруженные в будущем, — которые будут показывать негравитационное ускорение без обнаруживаемых следов кометной активности.

«Будущие обнаружения малых тел с негравитационным ускорением и слабой комой могут дать представление о происхождении Оумуамуа, — пишут исследователи, — даже несмотря на то, что он давно покинул внутреннюю Солнечную систему».