Кометы. Странники Солнечной системы - Леонид Владимирович Еленин

кометы Галлея. В спектре кометы Борисова был найден и атомарный кислород, что может говорить об испарении воды с производительностью, аналогичной известным «местным» кометам. Но при более детальном анализе наблюдений, выполненных не только оптическими телескопами, начали вырисовываться и различия. К примеру, комета Борисова оказалась необычно богата монооксидом углерода, угарным газом (CO), что сильно выделяло ее на фоне большинства комет Солнечной системы. Наиболее близка к ней по этому показателю достаточно редкая «голубая» комета C/2016 R2 (PANSTARRS), цвет которой как раз и обуславливается избытком CO. Это редкий тип комет для нашей системы – по текущим оценкам, они составляют не более 4 % от общего числа всех изученных образцов. К этому же типу относятся кометы C/1908 R1 (Morehouse) и C/1961 R1 (Humason).

Помимо изучения газовой оболочки межзвездной кометы, предпринимались вполне удачные попытки исследования ее ядра, в том числе с привлечением космического телескопа «Хаббл». Полученные данные позволили оценить диаметр ядра в 600–800 метров. Кроме того, удалось с высокой точностью определить период его обращения вокруг своей оси, что бывает нечасто, ведь, как мы помним, само ядро закрыто от нас газово-пылевой оболочкой. Более того, ученые с приемлемой точностью смогли рассчитать даже ориентацию оси вращения. Кривая блеска кометных ядер, а точнее, псевдоядра, ведь само ядро окружено плотной атмосферой, всегда сглажена – нет явно выраженных максимумов и минимумов, но все же иногда удается определить основные параметры вращения. По фотометрическим измерениям, полученным 23–25 декабря 2019 года, ученые установили период вращения P = 10,67 часа. При этом амплитуда кривой блеска составила всего 0,05 звездной величины. Сравните с амплитудой в 1,8 m для Оумуамуа!

Стоит отметить, что астрономы не утверждают, что реальный период вращения не может быть «полупериодом» найденного значения, то есть P = 5,34 часа. Такое решение тоже возможно. Очень часто при определении этого параметра даже для обычных астероидов можно ошибиться, так как оба решения выглядят «правильными». Но в случае со среднестатистическим астероидом, форму которого можно грубо аппроксимировать эллипсоидом, на фазовой кривой блеска мы должны увидеть два минимума и один максимум. Еще раз представьте себе вытянутый камень, который вы вращаете в руках, где большей площади соответствует и больший блеск. При фотометрии псевдоядра активной кометы мы вполне можем иметь верное решение с одним максимумом и минимумом, отсюда и возможное расхождение оценок.

Определение ориентации вращения показало, что джеты протяженностью 2–3 тысячи километров, вырывающиеся из ядра кометы, локализованы как раз в околополярной области, при этом они достаточно стабильны: их геометрия существенно не поменялась на протяжении 70 часов наблюдений. Напомню, что для получения этих данных необходимо было добиться сверхвысокого разрешения изображения в 0,04 угловой секунды на пиксель; под таким углом виден торец листа книги, которую вы сейчас держите в руках, при наблюдении с расстояния в полкилометра!

21 декабря комета Борисова подошла на минимальное расстояние к Земле (1,937 астрономической единицы), достигнув максимума блеска, превысившего 15m, после чего ее блеск стал стремительно падать. С 4 по 9 марта начали появляться многочисленные сообщения об оптических вспышках, достигающих амплитуды в 0,7m. 23 марта на комету Борисова вновь навели космический телескоп «Хаббл». Полученные изображения не выявили предполагаемого разделения или разрушения ядра, которое могло бы вызвать зафиксированные вспышки. Наблюдения были повторены 28 марта – и вновь ничего. Ученых ждал сюрприз лишь 30-го числа – на новых кадрах были отчетливо видны два компонента, разошедшиеся на 230 километров. Астрономы вернулись к кадрам предыдущего наблюдения и, аккуратно сложив их воедино с учетом собственного движения кометы, увидели, что на тот момент псевдоядро уже было слегка «вытянутым», что как раз и может служить первым признаком разделения ядра. Время на следующую наблюдательную заявку под номером GO 16044 было выделено 3 апреля, и международная команда ученых ждала его с огромным волнением. Что же происходит с кометой?

А комета, несмотря на разные предположения о ее незавидной судьбе, продолжала здравствовать. Ее второй компонент снова был невидим – скорее всего, он полностью распался при достижении критической скорости вращения. Лишь в юго-западном направлении от ядра был хорошо заметен шлейф выброса вещества, по всей видимости, спровоцированного отделением небольшого фрагмента ядра. Дальнейшие расчеты показали, что этот «осколок» был действительно небольшим: астрономы предполагают, что его масса составляла порядка 120 тысяч тонн или ~0,6 % общей массы кометного ядра, а диаметр не превышал 8–10 метров. Так что путешествие сквозь Солнечную систему не уничтожило этот реликтовый объект и он продолжил свой полет.

Когда я пишу эти строки, с момента открытия кометы Борисова прошло ровно три года, и она до сих пор остается единственной известной межзвездной кометой. Когда же ждать новых открытий? Я думаю, что в этом нам поможет строящийся уже более десяти лет 8,4-метровый обзорный телескоп «Симони»[96] обсерватории «Вера Ру́бин»[97], ранее известный как LSST[98]. И вот почему. Этот телескоп сможет покрывать всю доступную ему область небесной сферы, а это примерно 18 тысяч квадратных градусов, с проницанием до 24–24,5-й звездной величины, за трое суток! Исключение составят околополярные области и зоны вблизи галактического экватора, где плотность звезд максимальна. Синоптический, то есть универсальный обзор будет работать сразу по большому числу научных направлений, таких как исследование темной энергии и материи (скрытой массы), поиск малых тел Солнечной системы, в том числе и сближающихся с Землей, детектирование оптических транзиентов (вспышки внегалактических сверхновых звезд, катаклизмических переменных звезд[99] Галактики и оптические послесвечения «сиротских» гамма-всплесков[100]), а также обнаружение межзвездных объектов, которое должно выйти на качественно новый уровень. Приведу расчеты ученых, основанные на компьютерном моделировании.

Астрономы планируют открывать от 9 до 19 межзвездных объектов в год, на дистанции до 1,5 а. е. от Земли, с эксцентриситетом орбиты e < 5 и скорости до 70 км/с (на расстоянии в 200 а. е. от Солнца), что более чем вдвое превышает скорость кометы Борисова (30,7 км/c). Причем около трети из этих объектов могут стать целью для космических миссий, о которых мы уже говорили. Ограничения умеренные: дистанция перехвата до 1 а. е. и скорость сближения до 55 км/с. А это уже достаточно оптимистичный прогноз, дающий надежду, что за десять лет поисковой работы, которая по планам (к сожалению, неоднократно сдвигавшимся) должна начаться в середине 2024 года, будут открыты свыше сотни новых межзвездных странников и хотя бы один из них будет детально исследован с помощью космических миссий Comet Interceptor и Bridge. Сейчас все мы стоим у истоков изучения подобных объектов – крохотных осколков далеких неизведанных миров, и это чертовски волнующе!

VII. Как открыть комету?

Мы уже многое узнали о кометах: их происхождении, строении и