19 октября 2017 года команда исследователей при помощи телескопа «Пан-СТАРРС» (Pan-STARRS) в ходе наблюдений обнаружила межзвездный объект «Оумуамуа». Впечатление было такое, что на обед неожиданно прибыл гость из другой страны. Изучив этого гостя, мы можем многое узнать о культуре этой страны, и нам даже не надо будет туда ехать. В данном случае это очень кстати, потому что на обычной ракете даже до ближайшей звезды можно долететь лишь за сто тысяч лет.
Таков в представлении художника наш межзвёздный гость. Предоставлено: Центр космических полетов Годдарда Flickr (CC BY 2.0).
Неожиданностью является то, что наш первый межзвездный гость оказался очень странным и непохожим ни на что из того, что мы видели прежде. Когда мы это поняли, гость уже покинул наш дом и растворился в темноте ночи, из-за чего у нас не было возможности присмотреться к его загадочным свойствам. Ниже приводится список из шести особенностей, которые отличают «Оумуамуа» от других объектов.
1. Если предположить, что другие планетные системы похожи на нашу солнечную систему, команда «Пан-СТАРРС» вообще не должна была обнаружить ни этот, ни какой-либо другой межзвездный объект. В опубликованной 10 лет назад работе мы предсказывали, что в космосе очень много межзвездных астероидов, которые на много порядков (2-8) меньше того размера, которым можно объяснить открытие «Оумуамуа», если исходить из того, что это член случайной популяции объектов. Если говорить проще, «Оумуамуа» указывает на то, что межзвездных объектов гораздо больше, чем ожидалось. Каждая звезда из Млечного Пути за свою жизнь должна выпустить 1 015 таких объектов, чтобы можно было объяснить существование такого огромного множества, на которое указывает «Оумуамуа». Таким образом, инкубаторы объектов типа «Оумуамуа» должны отличаться от того, что нам известно о нашей собственной солнечной системе.
2. «Оумуамуа» берет свое начало из особой системы координат, которая называется локальный стандарт покоя и связана с Солнцем. Этот стандарт получается из среднего значения случайных перемещений всех звезд вблизи Солнца. В такой системе отсчета лишь одна из 500 звезд движется столь же медленно, как и «Оумуамуа». Локальный стандарт покоя идеально подходит для маскировки, а именно, чтобы скрывать происхождение объекта и не связывать его ни с какой конкретной звездой. Перемещение «Оумуамуа» относительно Солнца отражает перемещение Солнца относительно точки локального стандарта покоя. «Оумуамуа» похожа на буй, находящийся в состоянии покоя на поверхности океана, а солнечная система надвигается на него подобно быстроходному судну. А может, существует целое множество таких буев, которые выполняют функции станций-ретрансляторов в сети или указательных столбов, составляя галактическую систему ориентиров в межзвездном пространстве?
3. Считается, что большинство межзвездных астероидов отрываются от материнской звезды, если они находятся на окраине своей родной планетной системы (как облако Оорта в нашей солнечной системе, которое простирается на расстояние до 100 тысяч астрономических единиц (среднее расстояние от Земли до Солнца), так как там они очень слабо притягиваются звездой. Находясь на окраине, они могут улететь прочь под воздействием слабого скоростного толчка менее километра в секунду. В этом случае астероид будет сохранять скорость своей материнской звезды относительно локального стандарта покоя. Если «Оумуамуа» прилетела с обычной звезды, то ей было придано необычайно сильное начальное ускорение. Еще более необычным является то обстоятельство, что толчок по своему значению должен быть равен и противоположен скорости материнской звезды относительно локального стандарта покоя, которая для типичной звезды вроде Солнца составляет около 20 километров в секунду. Динамичное происхождение «Оумуамуа» является исключительной редкостью, с какой стороны ни смотри. Это удивительно, поскольку по статистике первый иностранный гость, прибывший на обед, должен быть самым обыкновенным (особенно если учитывать, что их больше, чем обычно, о чем говорилось в п.1).
4. У нас нет снимка «Оумуамуа», но в процессе вращения с периодичностью в восемь часов ее яркость от отражаемого солнечного света менялась в 10 раз. Это указывает на то, что данный объект имеет удлиненную форму, и его предполагаемая длина в 5-10 раз больше ширины. Более того, анализ кувырков «Оумуамуа» указывает на то, что этот объект находится в высочайшем состоянии возбуждения, какое только можно ожидать от его неспокойного полета, если по своей форме он напоминает блин. Его предполагаемая форма необычнее всех тех астероидов, которые уже побывали в нашей солнечной системе, поскольку у них максимальное соотношение длины к ширине составляет три к одному.
5. Космический телескоп «Спитцер» не обнаружил никакого тепла в инфракрасном излучении «Оумуамуа». С учетом поверхностной температуры, которая должна быть у объекта на траектории его полета возле Солнца, верхний предел его размера составляет несколько сотен метров. Если исходить из этого, «Оумуамуа» должна быть необычайно блестящей, имея отражающую способность как минимум в 10 раз выше, чем у астероидов солнечной системы.
6. Траектория движения «Оумуамуа» отклонилась от ожидаемой из-за одной только силы притяжения Солнца. Это незначительное отклонение (десятая доля процента), но оно чрезвычайно важно для статистики. Кометы ведут себя таким образом, когда лед на их поверхности нагревается и испаряется от солнечного света, создавая реактивную тягу. Дополнительный толчок «Оумуамуа» могло дать выделение газов, как у комет, если бы как минимум десятая часть ее массы испарилась. Но такое большое испарение естественно привело бы к образованию кометного хвоста, а его ученые не увидели. Наблюдения на телескопе «Спитцер» также говорят о том, что углеродных молекул и пыли вокруг объекта мало, и ученые заявляют, что обычного выделения газов, как у комет, в данном случае нет (такое было бы возможно, только если бы объект состоял из одной воды). Более того, выделение газов создало бы вращательный момент, а такового не наблюдалось. Все это свидетельствует о том, что объект «Оумуамуа» не похож на типичную комету и типичный астероид, хотя и представляет популяцию более многочисленную, чем ожидалось.
Дополнительный импульс силы, который демонстрирует орбита «Оумуамуа», не может быть вызван распадом объекта на части, так как такое событие обеспечило бы один-единственный динамический толчок, а ученые наблюдали постоянный импульс силы. Если выделение газов исключено, а предполагаемая избыточная сила реальна, остается только одно возможное объяснение: дополнительный импульс силы вследствие лучевого давления Солнца. Чтобы такой импульс силы был эффективен, «Оумуамуа» должен иметь толщину менее миллиметра при размере не менее 20 метров (чтобы быть идеальным отражателем). В таком случае он должен быть похож на рукотворный световой парус. Будь это так, «Оумуамуа» был бы похож на солнечный парус с японского космического аппарата ИКАРОС или на световой парус для проекта «Старшот». Если у объекта искусственное происхождение, возникает изумительная возможность, что мы обнаружили «письмо в бутылке» после многолетних и неудачных поисков радиосигналов от внеземных цивилизаций. Такой световой парус должен сохраниться, несмотря на столкновения с межзвездными атомами и пылью во время путешествия сквозь галактику.
Думая о возможности искусственного происхождения, мы должны иметь в виду то, что говорил Шерлок Холмс: «Если исключить невозможное, то, что останется, и будет правдой, сколь бы невероятным оно не казалось». Обсерватория «Кеплер» показала, что примерно у четверти всех звезд в Млечном Пути есть пригодная для жизни планета размером с Землю, где на поверхности может иметься вода в жидком состоянии и химический состав жизни в известном нам виде. Поэтому вполне вероятно, что в межзвездном пространстве полно мусора искусственного происхождения. Это либо остатки разведывательных аппаратов, либо неработающее оборудование. Но чтобы убедиться в экзотическом искусственном происхождении «Оумуамуа», нам нужно больше данных. Как сказал Карл Саган (Carl Sagan), «экстраординарные утверждения требуют экстраординарных доказательств».
На самом деле, если «Оумуамуа» — космическая миссия, это многое объясняет. Маловероятно, что в расчете на одну звезду запускается 1 015 солнечных парусов, чтобы составить случайную популяцию похожих на «Оумуамуа» объектов. Для этого надо будет запускать их с невероятной скоростью один раз каждые пять минут в расчете на планетную систему, даже если все цивилизации живут столь же долго, как и Млечный Путь. Требуемое количество можно существенно сократить, если похожие на «Оумуамуа» объекты не летают наобум по всевозможным орбитам, а движутся по особым орбитам, ныряющим в наиболее близкие к центру и пригодные для жизни участки планетных систем, таких как наша солнечная система.
«Оумуамуа» летит слишком быстро, и наши ракеты уже не смогут ее догнать без гравитационной помощи планет. Но поскольку этому объекту понадобятся тысячи лет, чтобы полностью покинуть нашу солнечную систему, мы можем пристальнее взглянуть на него с космического аппарата на пролетной траектории. Но для этого нам в ближайшие 10-20 лет надо разработать новые технологии для повышения скорости космических полетов. Что любопытно, некоторые межзвездные объекты, пролетающие близко к Юпитеру, могут терять энергию и улавливаются солнечной системой. Это те гости, которые после обеда на выходе ударились лбом о стену и решили остаться. Система Солнце — Юпитер действует как рыбацкая сеть. Если мы сумеем опознать попавшие в гравитационную ловушку межзвездные объекты по их необычно искривленным орбитам и необычайно большому наклону относительно плоскости солнечной системы, мы сможем полететь к ним в гости и больше узнать о их природе.
А еще мы можем подождать, пока не появится следующий межзвездный гость. Через несколько лет будет введен в эксплуатацию широкоугольный обзорный телескоп (LSST), который будет намного чувствительнее и сможет обнаруживать похожие на «Оумуамуа» объекты. Можно надеяться, что он обнаружит множество таких объектов уже в первый год своей работы. А если не найдет, нам станет ясно, что «Оумуамуа» это особый объект, и что мы должны пуститься за ним в погоню, дабы выяснить его происхождение.
Исследование межзвездных объектов напоминает мое любимое занятие во время прогулок с дочками по пляжу. Нам нравится собирать выброшенные на берег ракушки и выяснять их происхождение. Время от времени мы натыкаемся на пластиковую бутылку, имеющую, конечно же, искусственное происхождение. Аналогичным образом астрономы должны исследовать любой попадающий в солнечную систему объект, изучая его свойства. Нет сомнений, что шесть особенностей «Оумуамуа» способны открыть новую и революционную эпоху в космической науке.
Abraham Loeb, Scientific American.
Комментариев нет:
Отправить комментарий