Этот межзвездный объект — первая нетронутая комета, которую мы когда-либо видели

По нашему ограниченному опыту, комета 2I / Borisov — единственная в своем роде.

Комета была обнаружена в августе 2019 года на траектории, которая могла означать только одно — объект прибыл из-за пределов нашей Солнечной системы. Это была первая известная комета, посетившая нас из межзвездного пространства, и предоставила уникальную возможность изучить формирование экзокомет.

Новые анализы доказали, что 2I / Borisov даже более особенная, чем мы думали. Основываясь на тщательном изучении пыли кометы, ученые определили, что это самая нетронутая комета, которую мы когда-либо видели.

Это говорит о том, что комета никогда не приближалась к звездам — ближе всего она была, когда пролетела мимо нашего Солнца в 2019 году — что означает, что комета практически не изменилась с тех пор, как образовалась из облака пыли, в котором родилась.

«2I / Borisov может представлять собой первую действительно нетронутую комету, когда-либо наблюдаемую», — сказал астроном Стефано Баньюло из обсерватории и планетария Арма в Северной Ирландии.

Новый анализ подробно описан в двух статьях, посвященных изучению пылевой комы кометы — облака пыли, которое появляется вокруг, по мере приближения к Солнцу. Близость нагревает космическое тело, заставляя льды сублимироваться.

Когда газы поднимаются из кометы (газовой комы), они уносят с собой частицы пыли, создавая пылевую кому. (Давление солнечной радиации и солнечный ветер затем отталкивают газ и пыль, образуя хвосты кометы — вот почему хвосты комет всегда направлены от Солнца.)

В первой статье Багнуло и его коллеги тщательно изучили свет, рассеянный пылинками в коме. В частности, они изучали поляризацию света.

Когда частица света путешествует в пространстве, ее колебания ориентируются в определенном направлении. Если свет рассеивается, например, пылью в межзвездной среде или вращается под действием магнитного поля, его ориентация может измениться; мы называем это изменение поляризацией, и она может рассказать нам об окружающей среде. Недавно поляризация показала форму магнитного поля вокруг сверхмассивной черной дыры. С кометами она показывает свойства пылевой комы.

Многие кометы были изучены с помощью поляриметрии, и Багнуло и его команда смогли сравнить свои данные 2I / Borisov с данными о кометах Солнечной системы. Они обнаружили, что свет от нашего межзвездного нарушителя был значительно более поляризованным, чем свет, рассеянный кометами Солнечной системы.

Эта более высокая поляризация, согласно предыдущим исследованиям, связана с многочисленными и меньшими по размеру пылинками, что, в свою очередь, доказывает, что пыль с кометы еще не унесена радиационным давлением и солнечным ветром.

Единственная комета Солнечной системы с профилем поляризации, аналогичным 2I / Borisov, — это комета Хейла-Боппа, которая, как считается, прошла мимо Солнца только один раз до своего последнего сближения в 1997 году, и поэтому на нее лишь минимально повлияли ветер и излучение. Тем не менее, 2I / Borisov отличается — ее поляризованный свет однороден, а это значит, что она чище, чем комета Хейла-Боппа.

«Тот факт, что две кометы удивительно похожи, говорит о том, что среда, в которой возникла 2I / Borisov, не так сильно отличается по составу от среды в молодой Солнечной системе», — сказал астроном Альберто Челлино из Национального института астрофизики в Италии.

Во второй статье, под руководством астронома Бин Янга из Европейской южной обсерватории, группа ученых внимательно изучила сами пылинки, а также газовую кому.

Они обнаружили, что пылевая кома состоит из компактных «камешков» с радиусом более 1 миллиметра, что сильно отличается от рыхлых агрегатов, которые обычно встречаются вокруг комет Солнечной системы. По их словам, уплотнение, по-видимому, является результатом столкновений в протопланетном диске, в котором образовалась комета, что указывает на то, что комета возникла из столкнувшихся и слипшихся камней.

Однако газы, которые они обнаружили, когда 2I / Borisov приблизилась и улетела от Солнца, рассказали действительно интересную историю. И окись углерода, и вода присутствовали в газовой коме — на самом деле, много окиси углерода — но относительные пропорции в коме резко изменились во время и после ее максимального приближения к Солнцу.

Это свидетельствует о неравномерном распределении материалов в ядре кометы. По словам ученых, это возможно, если расстояние от кометы до ее звезды изменилось во время формирования из-за гравитационного воздействия газовых гигантов. Под воздействием этих возмущений формирующаяся комета могла перемещаться в разные места за линией инея (точка, в которой летучие вещества замерзают в ледяные зерна) с различным химическим составом.

Это смешение, похоже на процессы, которые имели место и в молодой Солнечной системе. Но вместо того, чтобы оказаться на длинной орбите вокруг своей звезды, 2I / Borisov была выброшена в межзвездное пространство. И направилась к другой звезде — нашему Солнцу — что дало астрономам удивительную возможность узнать об условиях формирования планет в другой звездной системе.

«Представьте, как нам повезло, что комета из системы, находящейся на расстоянии световых лет от нас, случайно добралась до нашего порога», — сказал Ян.

Исследование было опубликовано в журналах Nature Communications и Nature Astronomy.

Источники: Фото: VLT-снимок кометы 2I / Borisov, сделанный в 2019 г. (ESO / O. Hainaut)