Ученые выяснили, что наблюдаемые свойства Оумуамуа можно объяснить значительным содержанием льда из молекулярного водорода в составе астероида. Согласно теоретическим расчетам, сублимация такого льда способна дополнительно ускорить объект, а сопутствующая потеря массы — придать ему вытянутую форму. Статья будет представлена в The Astrophysical Journal Letters, ее препринт доступен на arXiv.org.
Оумуамуа (1I/Oumuamua) стал первым в истории наблюдений макроскопическим межзвездным объектом, который пролетел через Солнечную систему. Открытие небесного тела произошло в октябре 2017 года в Обсерватории Халеакала на Гавайях. Когда его разглядели с помощью телескопа Pan-STARRS, Оумуамуа находился всего в 30 миллионах километров от Земли (в пять раз ближе Солнца).
Первоначально астрономы приняли объект за комету, но после отнесли его к классу астероидов. Вскоре после открытия ученые определили форму и физические свойства объекта: правда, согласно одним оценкам, он оказался плотным вытянутым сигаровидным телом длиной в несколько сотен и диаметром в десятки метров, согласно другим — сплюснутым эллипсоидом тех же размеров. Кроме того, выяснилось, что на исходящей траектории астероид приобрел дополнительное (негравитационное) ускорение, которое не удалось надежно объяснить сублимацией водяного льда (по аналогии с известными кометами Солнечной системы).
Дэрил Селигман (Darryl Seligman) из Чикагского университета и Грегори Лафлин (Gregory Laughlin) из Йельского университета теоретически описали дополнительное ускорение астероида в результате сублимации определенного типа вещества с его поверхности. В качестве моделей небесного тела ученые использовали эллипсоиды (как вытянутый, так и сплюснутый), а при вычислениях использовали данные об энергии, которую Оумуамуа получал от Солнца: они известны с высокой точностью благодаря определению траектории объекта. Авторы рассмотрели девять типов молекулярного льда и для каждого из них вычислили долю поверхности тела, которую необходимо покрыть веществом, чтобы воссоздать наблюдаемое ускорение.
Расчеты показали, что наименьшей доли поверхности требует лед молекулярного водорода (H2) — это вещество способно придать астероиду наблюдаемое ускорение как в случае сплюснутой, так и в случае вытянутой формы. Сплюснутый астероид, по оценкам ученых, также мог быть покрыт молекулярным азотом, неоном или аргоном — в таких сценариях, однако, требуется значительно большая доля поверхности.
Для случая молекулярного водорода исследователи также рассмотрели процесс потери массы и сопутствующее изменение формы во времени. Выяснилось, что на момент попадания в Солнечную систему наибольший поперечный размер астероида мог превосходить наименьший в два-три раза, тогда как вблизи Земли из-за потери вещества — уже в шесть-восемь раз. Присутствие водородного льда, таким образом, позволило объяснить необычную геометрию объекта — ее могла вызвать сравнительно небольшая асимметрия тела на этапе формирования.
