19 октября 2017 года телескоп Панорамной съемки и Система быстрого реагирования-1 (Pan-STARRS-1) на Гавайях объявили о первом в истории обнаружении межзвездного астероида, названного 1I / 2017 U1 (он же ‘Oumuamua). В последующие месяцы были проведены многочисленные последующие наблюдения, которые позволили астрономам лучше понять его размер и форму, а также показали, что он обладает характеристиками как кометы, так и астероида.
Интересно, что были предположения, основанные на его форме: «Oumuamua может быть межзвездным космическим кораблем (Breakthrough Listen даже отслеживал его на наличие радиосигналов!). Новое исследование, проведенное парой астрономов из Гарвардского Смитсоновского центра астрофизики (CfA), сделало еще один шаг вперед, предполагая, что Оумуамуа на самом деле может быть легким парусом внеземного происхождения.
Исследование «Могло ли солнечное радиационное давление объяснить« своеобразное ускорение Уумуамуа? », Которое недавно появилось в Интернете, было проведено Шмуэлем Биали и профессором Абрахамом Лоебом. Принимая во внимание, что Биали является научным сотрудником Института теории и вычислений (ITC) CfA, профессор Лоэб является директором ITC, профессором наук Фрэнка Б. Байрда-младшего в Гарвардском университете и заведующим кафедрой Прорыв Старшот Консультативный комитет.
Напомним, что um Oumuamua был впервые обнаружен с помощью съемки Pan-STARRS-1 через 40 дней после того, как он совершил ближайший переход к Солнцу (9 сентября 2017 года). В этот момент он находился на расстоянии около 0,25 а.е. от Солнца (одна четверть расстояния между Землей и Солнцем) и уже выходил из Солнечной системы. В то время астрономы отмечали, что он обладает высокой плотностью (что указывает на скальную и металлическую композицию) и что он быстро вращается.
Несмотря на то, что он не обнаружил каких-либо признаков выделения газа при прохождении вблизи нашего Солнца (что указывало бы на то, что это была комета), исследовательская группа смогла получить спектры, свидетельствующие о том, что um Оумуамуа был более ледяным, чем считалось ранее. Затем, когда она начала покидать Солнечную систему, Космический телескоп Хаббл сделал несколько заключительных снимков ‘Оумуамуа, которые показали неожиданное поведение.
Изучив изображения, другая международная исследовательская группа обнаружила, что Уумуамуа увеличил скорость, а не замедлил, как ожидалось. Они утверждали, что наиболее вероятным объяснением было то, что Oumuamua выпускал материал с его поверхности из-за солнечного нагрева (он же дегазация). Выпуск этого материала, который согласуется с тем, как ведет себя комета, дал бы Оумуамуа устойчивый толчок, необходимый для достижения этого увеличения скорости.
На это Биали и Лоеб дают встречное объяснение. Если um Оууамуа на самом деле была комета, то почему же она не испытывала дегазации, когда была ближе всего к нашему Солнцу? Кроме того, они ссылаются на другие исследования, которые показали, что если бы за ускорение отвечала дегазация, это также вызвало бы быструю эволюцию вращения Оумуамуа (чего не наблюдалось).
По сути, Биали и Лоеб рассматривают возможность того, что Оумуамуа на самом деле может быть легким парусом, формой космического корабля, который использует радиационное давление для генерации движителя - подобно тому, что Прорыв Старшот работает над. Подобно тому, что планируется на Starshot, этот легкий парус, возможно, был отправлен из другой цивилизации для изучения нашей Солнечной системы и поиска признаков жизни. Как профессор Лёб объяснил журналу Space по электронной почте:
«Мы объясняем чрезмерное ускорение Oumuamua от Солнца в результате силы, которую солнечный свет оказывает на его поверхность. Чтобы эта сила объясняла измеренное избыточное ускорение, объект должен быть чрезвычайно тонким, порядка доли миллиметра по толщине, но размером в десятки метров. Это делает объект легким для его поверхности и позволяет ему действовать как легкий парус. Его происхождение может быть либо естественным (в межзвездной среде, либо протопланетными дисками), либо искусственным (как зонд, отправленный для разведывательной миссии во внутреннюю область Солнечной системы) ».
Исходя из этого, Биали и Леб начали вычислять вероятную форму, толщину и отношение массы к площади, которое будет иметь такой искусственный объект. Они также попытались определить, сможет ли этот объект выжить в межзвездном пространстве и сможет ли он выдерживать растягивающие напряжения, вызванные вращением и приливными силами.
Они обнаружили, что паруса толщиной всего лишь несколько миллиметров (0,3–0,9 мм) будет достаточно для того, чтобы лист твердого материала выдержал путешествие по всей галактике - хотя это сильно зависит от массовой плотности Оумуамуама ( который не очень ограничен). Толстый или тонкий, этот парус мог бы противостоять столкновениям с пылевым зерном и газом, которые проникают в межзвездную среду, а также с центробежными и приливными силами.
Что касается того, что внеземной легкий парус будет делать в нашей Солнечной системе, Биали и Лоеб предлагают некоторые возможные объяснения этому. Во-первых, они предполагают, что зонд может фактически быть несуществующим парусом, плавающим под воздействием гравитации и звездного излучения, подобно обломкам кораблекрушений, плавающих в океане. Это поможет объяснить, почему Прорыв Слушать не найдено никаких доказательств радиопередач.
Леб далее проиллюстрировал эту идею в недавней статье, которую он написал для Ученый американецгде он предположил, что Оумуамуа может быть первым известным случаем искусственной реликвии, которая попала в нашу Солнечную систему из межзвездного пространства. Более того, он отмечает, что световые паруса с аналогичными размерами были спроектированы и изготовлены людьми, в том числе японскими IKAROS проект и Старшот Инициатива с которым он связан.
«Эта возможность создает потенциальную основу для нового рубежакосмическая археологияа именно изучение реликвий прошлых цивилизаций в космосе », - написал Леб. «Нахождение доказательств космического мусора искусственного происхождения дало бы утвердительный ответ на извечный вопрос« Мы одни? ». Это оказало бы драматическое влияние на нашу культуру и добавило бы новую космическую перспективу к значению человеческой деятельности ».
С другой стороны, как сказал Лёб в журнале Space Magazine: «Oumuamua может быть активным элементом инопланетной технологии, которая пришла для исследования нашей Солнечной системы, так же, как мы надеемся исследовать Альфу Центавра, используя Starshot и похожие технологии:
«Tальтернатива состоит в том, чтобы представить, что Оумуамуа находился на разведывательной миссии. TПричина, по которой я размышляю о возможности разведки, состоит в том, что предположение о том, что `Уумумуа следовал по случайной орбите, требует производства ~ 10 ^ {15} таких объектов на звезду в нашей галактике. Это изобилие в сто миллионов раз больше, чем ожидалось от Солнечной системы, основываясь на расчетах, которые мы сделали еще в 2009 году. Удивительно высокий переизбыток, если «Oumuamua не является целевым зондом в разведывательной миссии и не является членом случайная совокупность объектов ».
По словам Лоэба, существует также тот факт, что орбита Оумуамуа вывела его на расстояние 0,25 а.е. от Солнца, что является хорошей орбитой для перехвата Земли без чрезмерного солнечного излучения. Кроме того, он находился в пределах 0,15 а.е. от Земли, что могло быть результатом коррекции орбиты, предназначенной для облегчения пролета.
С другой стороны, он утверждает, что возможно, что сотни таких зондов могут быть отправлены так, чтобы один из них был достаточно близко к Земле, чтобы изучить его. Тот факт, что обзор Pan STARRS-1 едва обнаружил ‘Oumuamua при ближайшем подходе, можно рассматривать как указание на то, что есть много других таких объектов, которые не были обнаружены, что подтверждает случай, когда‘ Oumuamua является одним из многих таких проб.
Учитывая, что астрономы недавно пришли к выводу, что наша Солнечная система, вероятно, захватила тысячи межзвездных объектов, таких как um Oumuamua, это открывает возможность для будущих обнаружений, которые могут помочь доказать (или опровергнуть) случай межзвездного легкого паруса.
Естественно, Биали и Леб признают, что еще слишком много неизвестных, чтобы с какой-либо уверенностью сказать, что такое «Оумуамуа». И даже если это действительно кусок натуральной породы, все другие астероиды и кометы, которые были ранее обнаружены, имели отношение массы к площади на порядки больше, чем текущие оценки для Oumuamua.
Это и тот факт, что радиационное давление, по-видимому, способно ускорить его, означало бы, что Oumuamua представляет собой новый класс тонких межзвездных материалов, который никогда прежде не наблюдался. Если это правда, это открывает целый ряд новых загадок, таких как то, как такой материал был произведен и кем (или кем).
Хотя наши телескопы уже почти год находятся вне досягаемости, um Оумуамуа непременно останется предметом интенсивных исследований в течение многих лет. И вы можете поспорить, что астрономы будут искать больше из них! В конце концов, «раманы все делают по три», верно?
