Хвост этого причудливого кометоподобного астероида не совсем такой, как все ожидали

Artist’s impression of 3200 Phaethon heating up and releasing material as it draws nearer to the Sun.

Странный астероид, ответственный за ежегодный поток метеоров Геминид на Землю, стал еще более необычным.

На каждой орбите, приближаясь к Солнцу и нагреваясь, 3200 Фаэтон отращивает кометоподобный хвост из материала, который уносится бледным туманом.

Считалось, что хвост Фаэтона состоит из крошечных пылинок, но новые наблюдения показывают, что это не так. Скорее, астероид извергает газ натрия — точно так же, как планета Меркурий, но меньшего размера.

Это открытие значительно меняет наше понимание этого странного объекта, а также других хвостатых камней, которые пролетают близко к Солнцу. , предполагая, что то, что мы считаем кометами, может, по крайней мере в некоторых случаях, действительно быть астероидами, извергающими натрий.

«Наш анализ показывает, что кометоподобная активность Фаэтона не может быть объяснена какой-либо пылью», — говорит астрофизик Цичэн Чжан из Калифорнийского технологического института.

Кометы и астероиды — это два разных класса объектов, и раньше их было довольно легко отличить друг от друга. Когда кометы приближаются к Солнцу, они становятся ярче, и лед, заключенный в камне, сублимируется, разрыхляя при этом пыль. Газ сублимированного льда и пыль образуют двойные хвосты, которые расходятся от Солнца под немного разными углами.

У астероидов мало льда или совсем нет льда, поэтому считалось, что у них нет хвостов. Однако в последние годы астрономы обнаруживают все больше астероидов с кометоподобными характеристиками, включая хвост. Они известны как активные астероиды, и их открытие стирает грань между поведением объектов в нашей Солнечной системе.

Радарные изображения, полученные обсерваторией Аресибо, показывающие форму и вращение Фаэтон. (Taylor et al., *Planetary and Space Science*, 2019 г.)

На самом деле Фаэтон всегда считался чем-то вроде чудака с момента его открытия в 1980-х годах, и ученые поняли, что ее 524-дневная орбита совпала с появлением Геминид в нашем ночном небе. Кометы обычно также являются объектами, ответственными за метеоритные дожди Земли: когда Земля проходит через обломки, оставленные кометой, эти обломки сгорают, когда падают в нашу атмосферу, создавая великолепное световое шоу.

Один Одна из проблем с гипотезой о пыли, объясняющей хвост Фаэтона, заключается в том, что образования пыли было недостаточно, чтобы объяснить количество материала, необходимого для производства Геминид. Поэтому исследователи начали искать другие объяснения.

«Кометы часто ярко светятся из-за излучения натрия, когда находятся очень близко к Солнцу, поэтому мы подозревали, что натрий также может играть ключевую роль в увеличении яркости Фаэтона», — говорит Чжан. .

Два года назад моделирование и эксперименты показали, что хвост Фаэтона также может быть натрием, который сублимирует, когда астероид приближается к Солнцу. Следующим шагом было доказать это.

Исследовательская группа собрала данные из двух солнечных обсерваторий, Солнечно-земной обсерватории НАСА (STEREO) и объединенной Солнечной и гелиосферной обсерватории ЕКА НАСА (SOHO). Сначала STEREO не мог определить длины волн, при которых флуоресцирует натрий. К счастью, по мере старения космического корабля его фильтр Heliospheric Imager 1 ухудшился, что повысило чувствительность к натрию.

Команда изучила данные, собранные этими космическими кораблями, и обнаружила, что хвост появлялся во время 18 сближений Фаэтона с близким Солнцем. между 1997 и 2022 годами.

Однако наблюдения SOHO оказались решающими. Космический корабль оснащен различными фильтрами, способными обнаруживать пыль и натрий. Хвост Фаэтона появился на снимках, сделанных с натриечувствительным фильтром… но не на снимках, сделанных с пылечувствительным фильтром. Более того, форма хвоста совпала с предсказаниями натриевого, а не пылевого хвоста.

Фаэтон изображен с полосой SOHO, чувствительной к натрию, слева и полосой, чувствительной к пыли справа. (ESA/NASA/Qicheng Zhang)

Это говорит о том, что хвост действительно состоит преимущественно из натриевого газа, а это означает, что мы, возможно, неправильно смотрели и на некоторые другие объекты Солнечной системы.

«Многие другие «кометы», обволакивающие солнце, также могут быть не кометами в обычном понимании ледяных тел, а скалистыми астероидами, такими как Фаэтон, нагретыми Солнцем», – говорит Чжан.

Итак, это одна загадка, которая потенциально решена, но остается проблема Геминидов. Если Фаэтон выбрасывает газ, а не пыль, метеоритный дождь еще сложнее объяснить. Возможно, однако, что причиной может быть событие, похороненное во времени. Возможно, часть Фаэтона вырвалась на свободу, оставив массивное облако обломков, через которое Земля проходит каждый год, например.

Еще одним фактором является скорость вращения Фаэтона. Ученые недавно обнаружили, что скорость вращения астероида увеличивается со скоростью 4 миллисекунды в год, что действительно необычно для астероида. Кометное выделение газа увеличивает скорость вращения комет, но Чжан и его команда обнаружили, что скорость выделения натрия из Фаэтона недостаточна для объяснения ускорения его вращения.

Поэтому не бойтесь. В странном картофельном теле Фаэтона все еще остается много загадок.

«Будущие исследования, расширяющие наши выводы с помощью более сложного теплофизического и динамического моделирования Фаэтона и потока Геминид, могут дать более детальное представление о механике натрия Фаэтона. активность и ее роль, если таковая имеется, во все еще загадочном процессе формирования Геминид», — пишут исследователи.

Выводы опубликованы в The Planetary Science Journal.