|
Куда сейчас направляются межзвездные объекты
|
|
|
|
За последнее десятилетие астрономы стали свидетелями прохождения трех межзвездных объектов (ISO'ов) через Солнечную систему. К ним относятся загадочная Оумуамуа в 2017 году, межзвездная комета 2I/Борисов в 2019 году и 3I/АТЛАС в июле 2025 года. Этот последний объект также, по-видимому, является кометой, судя по недавним наблюдениям, которые показали, что по мере приближения к Солнцу он активно выделял водяной пар.
|
|
|
|
Обнаружение этих объектов, которые ранее предполагались, но никогда не наблюдались, пробудило интерес к происхождению ISO, их динамике и к тому, куда они могут направиться, когда покинут Солнечную систему. Поскольку астероиды и кометы - это, по сути, материал, оставшийся после образования планет, изучение ISOs могло бы выявить, каковы условия в других звездных системах, без необходимости отправлять туда межзвездные миссии.
|
|
|
|
В недавней статье рассматривается для публикации в астрономии и астрофизике, Shokhruz Кахаров и проф. Авраам Леб рассчитал траектории всех трех межзвездных посетителей, чтобы определить, откуда они пришли и применить ограничения возраста. Их результаты показывают, что эти ISO произошли из разных областей диска Млечного Пути и имеют возраст от одного до нескольких миллиардов лет.
|
|
|
|
Кахаров - аспирант астрономического факультета Гарвардского университета, чья работа включает в себя изучение межзвездных объектов, траекторий космических аппаратов, таких как "Вояджер", получение прямых изображений и потоков внегалактической темной материи. Профессор Леб - это Фрэнк Б. Бэрд-младший - профессор естественных наук Гарвардского университета и директор Института теории и вычислений (ITC) Гарвардско-Смитсоновского центра астрофизики (CfA).
|
|
|
|
|
|
|
Открытие Оумуамуа произвело революцию в астрономии, подтвердив существование ISO и вдохновив на более тщательное их изучение. Как сообщил Кахаров в интервью Universe Today по электронной почте, они также изменили наше понимание динамики галактик и формирования планетных систем.
|
|
|
|
"До открытия 1I/'Умуамуа в 2017 году у нас не было прямых доказательств того, что объекты из других звездных систем могут достичь нашей Солнечной системы. Эти посетители представляют уникальные образцы материала из отдаленных планетных систем, позволяющие получить представление о химическом составе и физических свойствах экзопланетного материала, которые мы не можем получить только с помощью дистанционных наблюдений", - пояснил Кахаров.
|
|
|
|
- Они также служат естественными исследователями межзвездной среды и динамики галактик, выявляя гравитационные взаимодействия, которые формируют звездные популяции на протяжении миллиардов лет".
|
|
|
|
Поскольку астероиды и кометы - это, по сути, материал, оставшийся после формирования планетных систем, изучение ISOs позволяет изучать другие звездные системы без необходимости совершать межзвездные полеты.
|
|
|
|
В настоящее время единственным жизнеспособным средством для отправки космических аппаратов к соседним звездным системам являются миниатюрные летательные аппараты и световые паруса, которые разгоняются с помощью прямых энергетических установок до небольшой доли скорости света. В качестве примеров можно привести проект Breakthrough Initiative "Звездный выстрел" и концепцию Института межзвездных исследований (i4is) по исследованию Проксимы Центавра.
|
|
|
|
Несмотря на то, что эти миссии могли бы достичь ближайшей звезды (Проксимы Центавра) за время человеческой жизни, их реализация была бы очень дорогостоящей, и пройдут десятилетия, прежде чем мы сможем узнать, каковы условия в соседних звездных системах.
|
|
|
|
Но, как продемонстрировали Оумуамуа, 2I/Борисов и 3I/АТЛАС, ISO-объекты регулярно проходят через нашу Солнечную систему, и каждый из них предлагает уникальные возможности для исследований. Определение происхождения каждого ISO - это первый шаг к пониманию разнообразия и динамики звездных популяций в Млечном Пути.
|
|
|
|
Кахаров сказал: "Понимание происхождения ISO обеспечивает более глубокий контекст для интерпретации их физических и химических свойств. Например, знание того, что 3I/ATLAS, вероятно, произошел от старой звездной популяции, позволяет предположить, что он, возможно, пережил другие эволюционные процессы, чем более молодые объекты.
|
|
|
|
"Эта информация помогает нам понять разнообразие архитектур планетных систем и условий, при которых объекты выбрасываются в межзвездное пространство. Кроме того, отслеживание их происхождения помогает определить потенциальные области-источники и механизмы выброса, будь то гравитационное рассеяние, эволюция звезд или другие динамические процессы".
|
|
|
|
Для своих целей Кахаров и Леб провели серию численных расчетов методом Монте-Карло с использованием модели галактического потенциала GalPot, программного пакета, предназначенного для расчета гравитационного потенциала галактики:
|
|
|
|
"Для каждого ISO мы сгенерировали 10 000 различных возможных траекторий, выбрав их из неопределенностей наблюдений в их скоростях и систематических неопределенностей в движении Солнца относительно местного стандарта покоя. Мы интегрировали каждую траекторию за 1 миллиард лет в гравитационный потенциал Млечного Пути, чтобы определить их максимальные отклонения по вертикали от плоскости галактики. Этот статистический подход обеспечивает надежные оценки параметров орбиты и учитывает значительную неопределенность, присущую долгосрочным орбитальным прогнозам."
|
|
|
|
Исходя из этого, они смогли численно интегрировать траектории этих трех межзвездных объектов в прошлое и связать их с потенциальными звездными популяциями.
|
|
|
|
"Наш анализ показал, что три ISO происходят из разных звездных популяций с разным возрастом и расположением в галактике", - сказал Кахаров.
|
|
|
|
Их результаты показали, что 3I/ATLAS является старейшим из трех, средний возраст которого составляет 4,6 миллиарда лет, и возник он на толстом диске Млечного Пути. Этот компонент толще, чем тонкий диск галактики (где находится наше солнце), и населен более старыми звездами с более низкой металличностью.
|
|
|
|
Для сравнения, 1I/'Оумуамуа относительно молода, ей около 1 миллиарда лет, и она образовалась из тонкого диска, где все еще формируются новые звезды. 2I/Борисов находится между ними по возрасту, приблизительно 1,7 миллиарда лет, и образовалась из тонкого диска.
|
|
|
|
"Это разнообразие говорит о том, что ISO'ы выбрасывались из планетных систем на протяжении всей истории галактики, а не только из молодых, недавно сформировавшихся систем", - сказал Кахаров.
|
|
|
|
Эти результаты также дают представление о том, что произойдет, благодаря новым средствам наблюдения, которые будут введены в эксплуатацию в ближайшие годы.
|
|
|
|
Кахаров отметил: "Программа Legacy Survey of Space and Time (LSST), разработанная обсерваторией Веры С. Рубин, значительно увеличит частоту обнаружения ISO, потенциально позволяя обнаруживать десятки новых межзвездных объектов в год. Будущие миссии, такие как Comet Interceptor Европейского космического агентства, потенциально могут помочь с ИСО для анализа на месте. Эти средства позволят проводить статистические исследования популяций ИСО, что позволит нам понять их частоту, распределение и разнообразие в различных звездных средах".
|
|
|
|
Источник
|
