Астероид-гость ʻОумуамуа

Впервые в истории астрономы обнаружили астероид, пришедший в Солнечную систему из межзвездного пространства. Теперь он покидает окрестности Солнца и никогда не вернется, но ученые уверены, что такие объекты посещают нас нередко, просто раньше телескопы не могли их зафиксировать.

Он был обнаружен 19 октября 2017 года телескопом Pan-STARRS 1 на Гавайях. В этот момент астероид находился на расстоянии 0,2 астрономических единицы (30 тысяч километров) от Земли. Сначала его сочли обычным астероидом, но вычисленные параметры орбиты показали, что объект не образовался внутри Солнечной системы, а прилетел в нее извне. Его сочли кометой, поэтому дали условное обозначение C/2017 U1 (элемент C/ в нем указывает на кометную природу объекта). Но немного позже астрономы убедились, что он не проявляет никаких признаков кометной активности, хотя лишь недавно (9 сентября) миновал ближайшую к Солнцу точку своей орбиты. Вокруг него не возникала кома (оболочка из газа и пыли), у него не появился хвост, вытянутый в противоположную от Солнца сторону. Все говорило о том, что перед учеными не комета, а астероид.

В результате Международный астрономический союз утвердил новый тип объектов – межзвездные астероиды. И открытый 19 октября астероид стал первым среди них. Теперь его обозначают 1I/2017 U1. Также он получил официальное имя ʻОумуамуа. Это слово гавайского происхождения оно было выбрано сотрудниками Pan-STARRS. По мнению ученых, название отражает то, что астероид похож на разведчика или посланника из далекого прошлого. Слово ʻоу означает «протягивать руку за чем-либо, доставать, стремиться, достигать», слово муа переводится как «первый, раньше», оно повторено дважды для усиления значения. Знак в начале слова ʻОумуамуа называется по-гавайски ʻокина и обозначает гортанную смычку – особый звук гавайского языка.

Межзвездный астероид ʻОумуамуа наблюдали при помощи Очень Большого Телескопа Европейской Южной обсерватории, телескопов Каталинского небесного обзора (автоматические телескопы зафиксировали его даже раньше, чем гавайские астрономы, 14 и 17 октября, но обнаружено это было позднее), телескопа Уильяма Гершеля на Канарских островах.

«Действовать пришлось быстро, – говорит член исследовательской группы Оливье Эйно (Olivier Hainaut) из ESO. – ʻОумуамуа уже прошел точку наибольшего сближения с Солнцем и направлялся обратно в межзвездное пространство». Астероид становился виден все слабее и слабее. Но астрономы смогли установить его значимые характеристики. Орбита обладает очень большим эксцентриситетом, равным 1,196 ± 0,001, такое значение не отмечалось никогда ни у одного объекта Солнечной системы. Эксцентриситет выражает сжатость орбиты. Если он равен нулю, то орбита небесного тела представляет собой окружность. Если он больше нуля, но меньше единицы – эллипс, причем, чем больше эксцентриситет, тем более вытянут эллипс. При эксцентриситете равном единице орбита представляет собой параболу, а если он превышает единицу – гиперболу. Таким образом, ʻОумуамуа движется по гиперболе, причем рекордно пологой. Относительно Солнца его скорость равна 26,5 километров в секунду. Ближе всего к Земле астероид был 14 октября, когда расстояние до него было в 60 раз больше, чем расстояние до Луны.

Астрономы установили, что ʻОумуамуа имеет очень вытянутую форму. Соотношение его длинной и короткой осей составляет как минимум 5,3 к 1, а возможно и значительно больше. Длина астероида составляет не менее 400 метров. Некоторые исследователи полагают, что может быть контактным двойным объектом, то есть состоять из двух основных масс, соединенных друг с другом. К подобным типам объектов относится, например, комета Чурюмова – Герасименко.

Его альбедо составляет около 0,1, что сравнимо с альбедо Марса и Меркурия. Однако, комбинируя изображения астероида, полученные на VLT с приемником FORS в четырех различных фильтрах, с изображениями, полученными на других крупных телескопах, группа астрономов под руководством Карен Мич (Karen Meech) из Института астрономии Гавайского университета обнаружила, что ʻОумуамуа меняет блеск в десять раз, вращаясь вокруг своей оси с периодом в 7,3 часа.

Телескоп Уильяма Гершеля смог записать спектр ʻОумуамуа. Астероид оказался темно-красным телом, не имеющим резко выраженных деталей на поверхности. На нем вряд ли могут присутствовать вода или лед. Подобный облик характерен для объектов пояса Койпера и астероидов спектрального класса D, которые, вероятно, тоже происходят из пояса Койпера.

Предполагается, что космический путешественник вылетел из одной из звездных систем звездной ассоциации в созвездиях Киля и Голубя (Carina-Columba association) около 45 миллионов лет назад. К нам он приблизился со стороны Веги. Около 1,3 миллиона лет назад он, возможно, миновал звезду TYC4742-1027-1 на расстоянии 0,16 парсека, но он не мог происходить из ее системы, так как его скорость слишком велика. Сто лет назад он находился на расстоянии 561 ± 0,6 астрономической единицы (84 млрд. км) от Солнца. Скорость его, как уже говорилось, составляла 26,5 километров в секунду. По мере приближения к Солнцу он ускорялся, пока не прошел через перигелий, где его скорость достигла максимума в 87,7 км/с. Затем она вновь стала падать. В момент обнаружения астероид летел со скоростью 48 км/с. В конце концов, его скорость вернуться к прежнему значению в 26,5 км/с. Теперь ʻОумуамуа покидает Солнечную систему, чтобы никогда сюда не вернуться. Он направляется в сторону созвездия Пегаса.

Астрономы полагают, что межзвездные астероиды примерно раз в год пролетают сквозь внутреннюю область Солнечной системы, но так как их блеск очень слаб, до сих пор увидеть их не удавалось. Только после того, как вступили в строй достаточно мощные широкоугольные обзорные телескопы, такие, как Pan-STARRS, такие объекты стали доступны для наблюдения. Так что, возможно, ʻОумуамуа станет не последним открытым межзвездным астероидом. «Мы давно подозреваем, что эти объекты должны существовать, потому что во время формирования планет из планетных систем выбрасывается много материала», – говорит Карен Мич,

Результаты исследований опубликованы в журнале Nature, кратко о них сообщается в пресс-релизе ESO, в новостях сайтов Science и Nature.