Фотография 1I/Оумуамуа (светлая точка в центре), сделанная с помощью 4,2-метрового телескопа «Уильям Гершель»на Канарских островах 28 октября 2017 года
1I/Оумуамуа (ранее C/2017 U1 (PANSTARRS) и A/2017 U1) — первый обнаруженный межзвёздный объект, пролетающий через Солнечную систему, по времени выявления (по времени фиксации же он второй, после CNEOS 2014-01-08[11]). Был открыт 19 октября 2017 года на основе данных телескопа Pan-STARRS.
По данным, опубликованным 27 июня 2018, 1I/2017 U1 «Оумуамуа» представляет собой комету — объект движется с негравитационным ускорением, которое может быть объяснено только кометной природой тела[13].
Международная группа астрономов во главе с Дэвидом Триллингом на основе анализа данных, собранных космическим инфракрасным телескопом «Спитцер» в ходе наблюдений за Оумуамуа в конце 2017 года, решила, что объект представляет собой кометоподобное тело, имевшее относительно малое альбедо до подлёта к Солнцу. После перигелия поверхность объекта в ходе процессов дегазации очистилась, обнажив свежие ледяные слои, и альбедо объекта возросло; выбросы летучих веществ повлияли на ускорение движения Оумуамуа[14].
Основываясь на результатах 34 дней наблюдений, подсчитано, что эксцентриситет у Оумуамуа составляет 1,20, что является самым высоким показателем среди всех когда-либо наблюдавшихся тел Солнечной системы[15][16]. Предыдущий рекорд принадлежал комете C/1980 E1 с эксцентриситетом 1,057[17][18][n 2]. Высокий эксцентриситет как и во время прибытия, так и после указывает на то, что астероид никогда не был связан гравитационно с Солнечной системой и является межзвёздным объектом из-за большой начальной скорости. Наклонение орбиты составляет 123° относительно эклиптики[n 3]. В межзвёздном пространстве скорость у 1I/Оумуамуа составляет 26,33 км/с относительно Солнца; она достигла максимума в 87,71 км/с в перигелии[15][n 4].
Это первый известный кандидат межзвёздного объекта. Вероятная область вылета находится в окрестностях Веги (созвездие Лиры)[19][20]. Оумуамуа движется по гиперболической траектории со скоростью 26 км/с[n 5]. Это направление близко к апексу Солнца, наиболее вероятной области для подходов объектов извне Солнечной системы[19]. Однако неизвестно точно, как долго объект находился в межзвёздном пространстве[21]. Солнечная система — это, вероятно, первая планетная система, у которой Оумуамуа пролетел после выброса от своей родительской звезды, произошедшего, возможно, миллиарды лет назад[22].
Изначально об открытии 1I/Оумуамуа в качестве новой кометы C/2017 U1 (PANSTARRS) было объявлено 25 октября 2017 года[2]. Уже тогда была известна необычная гиперболическая орбита, и в попытке подтвердить кометную активность в тот же день на Очень большом телескопе (VLT) с помощью камеры FORS2 проводились внеплановые наблюдения по программе «СРОЧНО: Первый межзвёздный объект в Солнечной системе»[23]. На полученных глубоких совмещённых снимках[англ.] не было обнаружено кометной комы[n 6]. Соответственно, C/2017 U1 (PANSTARRS) был переименован в A/2017 U1, став первой кометой, переклассифицированной в астероид[12].
Ограничения на любую возможную кометную активность подразумевают, что не более нескольких квадратных метров поверхности 1I/Оумуамуа могут быть покрыты льдом, и что любые летучие соединения[англ.] (если они есть) должны лежать ниже 50-сантиметровой корки[4]. Ничего не было замечено на снимках со STEREO HI-1A во время перигелия 1I/Оумуамуа 9 сентября 2017 года[6]. Отсутствие признаков комы указывает на происхождение изнутри снеговой линии в системе родительской звезды или нахождение в ней достаточно продолжительное время, чтобы весь лёд испарился, как это происходит с дамоклоидами. Анализ спектра подтверждает эти предположения[24][25].
В качестве первого известного объекта такого класса Оумуамуа предоставил уникальный случай для Международного астрономического союза, который присваивает официальные названия для космических тел. Был введён специальный индекс для межзвёздных объектов — «I» (сокращение от англ. interstellar, «межзвёздный»), и Оумуамуа присвоено обозначение «1I/2017 U1»[26].
Название
Имя «Оумуамуа» было выбрано командой Pan-STARRS, обнаружившей астероид. В переводе с гавайскогоʻou.mua.muaʻ означает «разведчик» или «посланник издалека» (ʻou означает «дотягиваться до чего-то», а редуплицированное mua означает «первый», «передовой»)[3][27]. В английском варианте написания название пишется как ʻOumuamua. Знак «ʻ» перед буквой O обозначает не апостроф, а гортанную смычку (произношениео файле), в орфографии гавайского языка — Окина.
26 октября 2017 года 1I/Оумуамуа был найден на ещё двух наблюдениях, полученных Каталинским небесным обзором. Они были совершены 14 и 17 октября 2017 года[29][30]. Двухнедельная наблюдательная дуга подтвердила сильную гиперболичность орбиты астероида[16]. Наблюдения и выводы о составе, форме, поведении и происхождении, полученные с помощью Очень Большого Телескопа в Чили были собраны и опубликованы в журнале Nature 20 ноября 2017 года, так как Оумуамуа сейчас на траектории вылета из Солнечной системы[31][32].
Скорость малых тел на расстоянии 200 а.е. от Солнца[n 7]
Скорость удаления 1I/Оумуамуа от Солнца оказалась несколько выше, чем предсказывалось исходя из законов небесной механики. На 1 июня 2018 года скорость объекта составляла около 31,6 км/с. Марко Мичели (Marco Micheli) из Европейского космического агентства с коллегами предположили, что на поверхности 1I/Оумуамуа под воздействием солнечного излучения происходит выброс газа, а значит, этот объект не астероид, а комета. По данным наблюдений следует, что чем дальше 1I/Оумуамуа удаляется от Солнца, тем медленнее он ускоряется, что типично для комет[33][34].
Параметры объекта
В предположении, что объект состоит из камня с альбедо 10 %, его диаметр оценивается примерно в 160 м[19]. Есть также предположение, что объект Оумуамуа имеет вид сигары длиной 180 м и шириной 30 м[35]. Спектр астероида, полученный на 4,2-метровом Телескопе Уильяма Гершеля[англ.] (WHT), указывает на однородность цвета и красный цвет поверхности, похожий на тот, который наблюдается у объектов пояса Койпера[10]. Спектр, полученный телескопом Хейла, показывает менее насыщенный красный оттенок, похожий на ядра комет и троянцев[22]. Он напоминает астероиды классов D[4] и P[6].
Период вращения 1I/Оумуамуа лежит в пределах от 7,3[36] до ~8,10 (± 0,42) часов, с амплитудой яркости 1,8m[6]. Это указывает на то, что астероид представляет собой сильно удлинённый объект с отношением осей не менее 5,3:1, что сравнимо с самыми вытянутыми объектами Солнечной системы, или даже больше[6][8]. По мнению астронома Дэвида Джуитта, Оумуамуа физически ничем не примечателен, кроме его крайне вытянутой формы[5]. С предположительным альбедо 0,1 (типичным для астероидов класса D), соответствующий форме 1I/Оумуамуа эллипсоид имеет полуоси приблизительно 230 × 35 × 35 м и соотношение полуосей близкое к 6:1[4]. Впрочем, если фиксировать изменение яркости не в логарифмической шкале, в звёздных величинах, а на линейной шкале, изменение яркости Оумуамуа будет выглядеть почти синусоидой, что уменьшает вероятность сильной вытянутости, и увеличивает вероятность разности альбедо противолежащих поверхностей астероида. К примеру, шарообразный Япет меняет блеск на 1,7 звёздные величины — от 10,2 до 11,9.
Предполагается, что он также может быть контактным двойным[6], хотя это может быть несовместимо с его быстрым вращением[31]. Из-за значительной разницы линейных размеров и осей инерции астероида, он также обладает хаотическим вращением[37]. Одно из предположений причины столь вытянутой формы и хаотического вращения заключается в том, что они стали результатом разрушительного события в прошлом (например, столкновения с другим планетоидом или звёздного взрыва), которое, возможно, и вызвало его выброс из системы родительской звезды[31][26].
Орбита
Расстояние и скорость 1I/Оумуамуа (относительно Солнца)
Было рассчитано, что астероид прошёл через перигелий 9 сентября 2017 года на расстоянии 0,255 а.е. от Солнца. Это на 17 % ближе, чем минимальное расстояние от Солнца до Меркурия. Также он был на расстоянии 0,1616 а.е. от Земли 14 октября 2017[7]. Объект очень тусклый, и его видимая звёздная величина уже опустилась ниже 23m[30].
Предполагается, что астероид мог быть выброшен из звёздной ассоциациисозвездия Киля примерно 45 миллионов лет назад[38]. Однако сейчас на небе она расположена достаточно далеко от созвездия Лиры, с направления на которое объект залетел в Солнечную систему. Примерно 1,3 миллиона лет назад Оумуамуа мог проходить мимо звезды TYC 4742-1027-1 на расстоянии 0,16 парсек (0,52 световых года), но его скорость слишком велика, чтобы эта звезда была родительской. Скорее всего, астероид просто пролетел через облако Оорта этой звезды со скоростью 103 км/с и продолжил движение[39][n 11].
Сто лет назад 1I/Оумуамуа находился на расстоянии 561 ± 0,6 а.е. (84 миллиарда км) от Солнца и двигался со скоростью 26 км/с в его направлении. Астероид продолжал ускоряться, пока не достиг максимальной скорости 87,7 км/с в перигелии. На момент открытия он двигался со скоростью 46 км/с и он продолжит замедляться, пока не достигнет скорости 26 км/с относительно Солнца[15], что в пределах ~5 км/с от скорости ближайших звёзд в межзвёздном пространстве в окрестностях Солнца и тоже указывает на межзвёздное происхождение[40]. Объект отдаляется от Солнца под углом в 66°[n 12] от изначального направления. Он пересёк орбиту Юпитера в мае 2018 года, а орбиту Сатурна в январе 2019 года[41]. Оумуамуа покидает Солнечную систему в направлении с прямым восхождением 23h51m и склонением +24°45', в созвездии Пегаса[15]. На это потребуется около 23 000 лет[n 13][26].
Проблема заключается в том, что нужно достичь астероида за наименьшее время (и, следовательно, на минимально возможном расстоянии от Земли), и при этом иметь возможность получить полезную научную информацию. Если зонд будет разогнан до слишком большой скорости, он не сможет попасть на орбиту или приземлиться на астероид и просто пролетит мимо него, двигаясь со скоростью, составляющей много диаметров астероида в секунду. Авторы делают вывод, что, несмотря на сложность задачи, миссия столкновения теоретически может быть осуществима с использованием существующих технологий.
↑Объектам на гиперболических орбитах присваивают отрицательную большую полуось, что означает положительную орбитальную энергию.
↑В отличие от 1I/Оумуамуа, C/1980 E1 получил высокий эксцентриситет после ускорения Юпитером. Его изначальный эксцентриситет был меньше единицы.
↑Относительно плоскости эклиптики Солнечной системы. Это число больше 90, что значит, что он движется в направлении, противоположном к другим планетам, с наклоном 60 градусов.
↑Комета C/2012 S1 (ISON) достигла 377 км/с в перигелии(англ.). Архивировано из оригинала 28 октября 2017 года., потому что она прошла на расстоянии 0,0124 а.е. от Солнца (в 20 раз ближе, чем 1I/Оумуамуа).
↑Для сравнения, скорость кометы C/1980 E1, когда она будет на расстоянии 500 а.е. от Солнца, составит 4,2 км/с.
↑По данным ЦБАТ 4450, никто не наблюдал кометной активности. Первоначальная классификация в качестве кометы была основана на орбите объекта.
↑Результаты получены с помощью JPL Horizons(англ.). ssd.jpl.nasa.gov. Дата обращения: 9 октября 2018. Архивировано 9 октября 2018 года. с использованием таблицы настроек «22. Speed wrt Sun».
↑Орбиты, рассчитанные только на основе нескольких наблюдений, могут быть ненадёжными. Короткие наблюдательные дуги могут привести к тому, что рассчитываемые компьютером орбиты будут неправильно компенсировать неизвестные данные.
↑Другие орбитальные данные показывают, что C/2008 J4 двигался со скоростью 3,5 ± 1,3 км/с. (неопр.) (недоступная ссылка — история). groups.yahoo.com. JPL #10 указывает, что 24 марта 1855 C/2008 J4 ускорился до 4,88 ± 1,8 км/с.
↑Солнечная вторая космическая скорость у земной орбиты (1 а.е. от Солнца) составляет 42,1 км/с(рус.). www.quora.com. Дата обращения: 12 января 2023. Архивировано 7 марта 2023 года.. Для сравнения, комета Галлея двигалась со скоростью 41,5 км/с, когда была на расстоянии 1 а.е. от Солнца, согласно формуле v = 42,1219 √1/r − 0,5/a, где r — расстояние до Солнца и a — это большая полуось. Околоземный астероид (2062) Атон движется со скоростью всего 29 км/с на расстоянии 1 а.е. от Солнца из-за меньшей большой полуоси.
↑Это верно для номинального положения звезды. Однако её текущее расстояние до Солнца не известно точно: согласно первому релизу данных телескопа Gaia, расстояние до TYC4742-1027-1 составляет 137 ± 13 парсек (447 ± 43 световых лет). Неизвестно, происходил ли близкий пролёт.
↑Граница Солнечной системы лежит примерно на расстоянии 2 световых лет (130 000 а.е.), также астрономическая единица = 149 597 870,7 км, и астероид движется со скоростью 26,33 км/с. Для достижения этого расстояния потребуется 23 405 лет.
↑ 123456789101112Bannister, M. T.; Schwamb, M. E. Col-OSSOS: Colors of the Interstellar Planetesimal 1I/2017 U1 in Context with the Solar System (англ.) // Submitted to ApJL : journal. — 2017. — P. 9. — arXiv:1711.06214.
↑ 12B.T. Bolin. APO Time Resolved Color Photometry of Highly-Elongated Interstellar Object 1I/ʻOumuamua (англ.) // Submitted to AJ : journal. — 2017. — P. 11. — arXiv:1711.04927.
↑Matthew Knight. The rotation period and shape of the hyperbolic asteroid A/2017 U1 from its lightcurve (англ.) // Submitted to ApJL : journal. — 2017. — P. 5. — arXiv:1711.01402.
↑Portegies Zwart. The origin of interstellar asteroidal objects like 1I/2017 U1 (англ.) : j. — 2017. — Vol. 1711. — P. 4. — Bibcode: 2017arXiv171103558P. — arXiv:1711.03558.
↑Eric Mamajek. Kinematics of the Interstellar Vagabond A/2017 U1 (англ.) // Research Notes of the AAS. — 2017. — Vol. 1710. — P. 4. — Bibcode: 2017arXiv171011364M. — arXiv:1710.11364.
↑Hein, Andreas M.; Perakis, Nikolaos; Long, Kelvin F.; Crowl, Adam; Eubanks, Marshall; Kennedy, Robert G., III; Osborne, Richard. Project Lyra: Sending a Spacecraft to 1I/ʻOumuamua (former A/2017 U1), the Interstellar Asteroid (англ.) : journal. — arXiv:1711.03155.
↑Christian, JonHarvard Astronomer Defends Hypothesis That Object Is Alien Probe(англ.). Futurism (14 января 2019). — «chair of Harvard University’s Astronomy Department Avi Loeb defended his controversial hypothesis that the interstellar object known as ‘Oumuamua could be an alien probe — and speculated at length about the place of humanity in the cosmos». Дата обращения: 3 июля 2019. Архивировано 3 июля 2019 года.