Астрономическо среща с междузвездно нашествие - спектър на науката
Астрономия: Рандеву с междузвезден натрапник
От най-високия връх на Хаваите до високо плато в Андите: някои от най-големите телескопи на земята ще се насочат към слабо светло петно на нощното небе през следващите няколко седмици. Генадий Борисов, астроном-аматьор в Крим, също ще пожертва съня си за това, както и много други астрономи-любители.
И накрая, има уникална възможност: Рядък посетител извън нашата слънчева система ще достигне точката на своята орбита най-близо до слънцето на 8 декември. През следващите месеци небесното тяло отново ще изчезне в тъмнината на космоса. Но преди да го направи, изследователите на небето искат да научат колкото се може повече за него.
Бучката скала и лед започна своето пътуване преди милиони години, на много светлинни години от Земята. Обектът беше изхвърлен от собствения си квартал от силен тласък на гравитацията - може би отговорна е близката планета, може би преминаваща звезда. Оттогава пътешественикът се движи безцелно през пространството между звездите - и сега е намерил своя път в нашата Слънчева система.
Беше на 30 август, малко преди зазоряване, когато Генадий Борисов забеляза обекта - през телескопа си видя слаб блясък с широка, къса опашка. Оттогава междузвездната комета се нарича »2I/Борисов«, кръстена на своя откривател. Освен екзотичните частици прах, това е само вторият известен обект, който е навлязъл в Слънчевата система от междузвездното пространство. "Това е моята осма комета, наистина е невероятно", казва Борисов. "Голям късмет видях такъв уникален обект."
Уникална ли е нашата слънчева система?
2I/Борисов е много различен от първия междузвезден натрапник, малък, тъмен, скалист на вид обект, наречен 1I/'Oumuamua, който блесна покрай слънцето през 2017 г. и направи заглавия по целия свят. Заедно двата междузвездни обекта преразглеждат онова, което изследователите знаят за ледените тела, от които в Млечния път има невъобразими 10 26 парчета.
Смята се, че много от тях се носят в космоса в орбитата на млади звезди, където се събират в сплескани облаци от отломки, в които също се образуват планети. 1I/'Oumuamua и 2I/Борисов позволяват първи поглед върху физиката и химията на тези обекти. Използвайки пратениците от други планетни системи, учените могат да изследват дали Слънчевата система е уникална или споделя градивни елементи с други планетни системи в Млечния път.
Тъй като астрономите забелязаха 2I/Борисов по пътя му в Слънчевата система, те имат много месеци да изучават кометата - много различна от 1I/'Oumuamua, която те откриха едва при заминаването му и която следователно имат само бегъл поглед към може да хвърли. Поради това експертите очакват да научат много повече от 2I/Борисов, като например от какви химически съединения е направено леденото му сърце. Те никога не са успели да направят това с нито един обект, възникнал около друга звезда.
И докато телескопите продължават да търсят в небето слаби, бързо движещи се обекти, изследователите се надяват да открият още безброй междузвездни натрапници през следващите години. „Наистина е страхотно да видиш как изведнъж се отваря прозорец и се появява ново поле“, казва Микеле Банистър, планетарен изследовател от Университета на Куинс в Белфаст.
Роден в праха
Животът на междузвездните посетители вероятно е започнал в диск от газ и прах, който се е образувал около млади звезди. В един момент ледените зърна се натрупват, за да образуват все по-големи и по-големи тела. Планетите също растат в същите региони и се изтласкват от една орбита около звездата към следващата от сблъсъци и гравитационни движения.
Подобно на снегорин, който си проправя път през купчина градушка, планетите си пробиват път през облака ледени буци. Според симулациите планетите изхвърлят над 90 процента от телата извън зоната на влияние на своята звезда в междузвездното пространство. Там те се носят самотни, докато съвпадението не ги доближи достатъчно близо до друга звезда. След това те го посещават за кратко, привлечени от гравитацията.
Всъщност астрономите смятаха, че първият междузвезден обект, който са видели, е като типична комета. Повечето комети в Слънчевата система идват от облака Оорт, един вид космическа ледена пустиня, която е около 1000 пъти по-далеч от слънцето от Плутон. От време на време нещо изхвърля една от тези комети извън орбитата си и я изпраща към слънцето. Когато се приближи до него и се затопли, сърцевината му пръска прах и газове, които образуват класическа опашка на кометата.
Но когато се появи първият междузвезден посетител, той изглеждаше съвсем различен. В сравнение с конвенционалните комети, I/'Oumuamua беше мъничък - само около 200 метра широк - и скалист. Изглежда, че формата му прилича на пура и според обичайното тълкуване на данните от измерванията тя се спускаше напред-назад. Учените не можаха да открият повече от това преди 1I/'Oumuamua да напусне Слънчевата система.
Пура и обикновена комета
За разлика от тях 2I/Борисов изглежда като обикновена комета. А изследователите едва сега започват да го наблюдават по-внимателно. „Много се интересуваме от химичния състав, за да видим дали той се различава от тези в Слънчевата система“, казва Карън Мийч, астробиолог от Хавайския университет в Хонолулу. Дотук е толкова ясно: 2I/Борисов е с червеникав цвят и непрекъснато пръска прахови частици. Ядрото му е сравнително малко, може би само километър широко, но това може да се случи и с комети от Слънчевата система.
"След 1I/'Oumuamua, трябваше да преосмислим напълно концепцията си за междузвездни обекти", казва Матю Найт, специалист по комети от Университета на Мериленд. „Но вторият посетител засега изглежда като това, което бихме очаквали от комета, изхвърлена от друга планета.“ Това е утешително, смята Найт. Защото предполага, че звездните системи, в които се формират извънземни светове, могат да бъдат много подобни на нашата.
Новите данни за измерванията за 2I/Борисов не закъсняха след откриването. Само три седмици след като беше забелязан за първи път, астрономите насочиха 4,2-метровия телескоп Уилям Хершел на Канарските острови към кометата и откриха молекули цианид газ, които се оттичат от ядрото на небесното тяло. За първи път те го използваха за откриване на газ, излъчван от извънземен посетител на Слънчевата система.
На 11 октомври друг изследователски екип използва 3,5-метров телескоп в Ню Мексико и откри кислород, който също се връща към Борисов. Газът вероятно идва от вода, която се разпада в ядрото на кометата - първото откритие на вода от извънземна звездна система, нахлула в нашата. В комбинация обаче количествата цианид и вода, пръскащи кометата, не са голяма изненада: те са подобни на това, което астрономите са виждали в много други комети.
Изследователите се надяват да открият допълнителни молекули около 2I/Борисов, например въглероден окис. Когато се приближи до Слънцето, ще стане по-ясно колко много прилича на своите роднини от Слънчевата система.
Първите наблюдения вече показват, че 2I/Борисов може да съдържа сравнително малко молекули въглеродна верига. Около 30 процента от кометите в Слънчевата система имат също толкова ниско съдържание на въглерод. Обикновено те идват от близо до слънцето, а не от отдалечения облак на Оорт.
През месеците астрономите очакват все повече наблюдения от 2I/Борисов да разширят разбирането си за формиращия планетата диск, в който се смята, че е образувала кометата. "Ще бъде вълнуващо да видим как градивните елементи на други системи се сравняват с нашата", каза Малена Райс, докторант в Йейлския университет в Ню Хейвън, Кънектикът.
Изследователите също се надяват бавно да разкрият пътищата, по които междузвездните обекти са могли да са пътували в космоса, преди да се появят в Слънчевата система. Оценките показват, че докато обектите обикалят около галактическия център, те са изложени на много различни сили, включително случайни срещи с други звезди или галактически приливи и отливи.
Някои учени са се опитали да изчислят около кои звезди 1I/'Oumuamua и 2I/Борисов са могли да се образуват. Но е трудно да се проследи траекторията им - все едно се опитвате да установите откъде е започнало обхождането на кръчмата от последния бар на обхождането на кръчма в Лондон.
Няколко други междузвездни посетители дремят в архивите?
Друг е въпросът кога можем да очакваме следващия междузвезден посетител и колко по-различен от 1I/'Oumuamua и 2I/Борисов. След десетилетия неуспешни търсения учените не са очаквали две открития в такава бърза последователност. „Объркан съм и учуден, че вторият обект се появи толкова бързо“, казва Робърт Джедике, специалист по астероиди от Хавайския университет, който се опита да изчисли честотата на междузвездните посетители. „Те са като автобуси“, добавя Алън Фицсимънс от Университета на Куинс Белфаст. „Изчаквате векове да дойде един и след това се появяват почти две наведнъж“.