Комета дальнего следования: как в Солнечную систему попал необычный гость

Комета 3I/ATLAS, обнаруженная 1 июля между Солнцем и орбитой Юпитера, образовалась в окрестностях другой звезды. Комета могла лететь через межзвездную пустоту миллионы лет. Она пролетит Солнечную систему насквозь и никогда не вернется. Но прежде астрономы изучат гостью всеми возможными способами, чтобы узнать о другой планетной системе подробности, которые невозможно разглядеть ни в один телескоп.

Потерявшая свое солнце

Комета 3I/ATLAS была открыта с помощью телескопа ATLAS, принадлежащего NASA. Символы «3I» означают, что это всего третий обнаруженный межзвездный объект. Первые два — это астероид Оумуамуа и комета Борисова, открытые в 2017-м и 2019 году. Впрочем, по некоторым оценкам, подобные тела пересекают орбиту Марса примерно раз в год. Просто лишь недавно астрономы стали следить за небом так тщательно, чтобы хоть изредка замечать маленьких и чрезвычайно быстрых транзитеров.
Откуда специалисты знают, что комета 3I/ATLAS прилетела от другой звезды? Это следует из ее скорости — около 60 км/с. Гравитация Солнца не в силах удержать такой быстрый объект. В полном соответствии с этим фактом комета не имеет замкнутой орбиты. Ее наблюдаемая траектория — это разомкнутая кривая под названием гипербола. То есть небесное тело обогнет наше светило и покинет его владения, чтобы никогда не вернуться.
3I/ATLAS движется к Солнцу с окраин Солнечной системы. Эти окраины мало изучены, но одно можно сказать с уверенностью: там нет и не может быть естественных процессов, разгоняющих объекты до такой скорости. Если не принимать всерьез версию, будто где-то за Юпитером угнездилась космическая цивилизация, остается предположить, что комета прилетела к нам от другой звезды.

Причины высокого визита

Есть несколько событий, которые могут отправить комету или астероид в межзвездный вояж. Например, родная система 3I/ATLAS может иметь два солнца. Это довольно распространенная ситуация: по теоретическим оценкам, около половины звезд массой с Солнце образуют пару. Такая пара обращается вокруг общего центра масс, словно взявшиеся за руки кружащиеся фигуристы. Поскольку каждое светило непрерывно меняет свое положение, гравитация в такой системе очень нестабильна. При определенных условиях она может запустить в межзвездное пространство комету, астероид или даже планету.
С какой звезды пожаловала к нам 3I/ATLAS и как давно она находится в пути? Пока об этом невозможно судить. Ближайшие звезды находятся в нескольких световых годах от Солнца. При текущей скорости в 60 км/ч небесное тело может преодолеть световой год за 5000 лет. Но нет никаких причин, по которым межзвездные объекты должны прилетать именно из ближайших систем. В космическом вакууме нет сопротивления, и единственная сила, влияющая на скорость 3I/ATLAS — это тяготение звезд. Космос — это в основном пустота, и звезды на пути «бродяги» должны встречаться крайне редко. Кроме того, их гравитация может не только замедлять, но и ускорять гостью. Например, встреча с Солнцем только прибавит ей скорости. Так что комета может странствовать по Галактике не тысячи, а миллионы лет.
Когда у астрономов будет больше данных о траектории 3I/ATLAS в Солнечной системе, они смогут составить список звезд, с которых предположительно могла прилететь комета. В свое время эксперты проделали такую работу для астероида Оумуамуа.

Вопрос хвоста

Кстати, откуда известно, что 3I/ATLAS — это комета, а не астероид? Это хороший вопрос, ведь на снимках, сделанных в телескоп, объект пока выглядит просто точкой. Однако тщательный анализ убедил ученых, что вокруг небесного тела есть шлейф газа и пыли. Это типичный признак кометы. В Солнечной системе кометы состоят в основном из водяного льда, а также из замерзшего аммиака, метана и углекислого газа. Когда «комок грязного снега», как часто называют кометы, приближается к Солнцу, он начинает таять и испаряться. Образуется атмосфера из водяного пара и других газов. Под давлением солнечного света она постепенно вытягивается в хвост. Межзвездная комета Борисова в этом отношении очень напоминала своих «коллег» из Солнечной системы.
В момент открытия объект 3I/ATLAS находился в 4,5 астрономической единицы (а.е.) от Солнца. Одна а.е. равна расстоянию от Солнца до Земли, или 150 млн км. Межзвездный гость быстро приближается к нашему светилу и 30 октября подойдет к нему на минимальное расстояние — около 1,4 а.е. В этот момент он окажется внутри орбиты Марса. Если 3I/ATLAS действительно комета, то у нее вырастет хвост, легко различимый в телескоп.
Астрономы будут отслеживать гостью до сентября, когда она подойдет слишком близко к Солнцу для наблюдений. Если 3I/ATLAS не разрушится под солнечными лучами, что порой случается с кометами, то в декабре она вновь станет видимой, и несколько месяцев можно будет буквально смотреть ей вслед.
Заметим, что новое небесное тело не угрожает Земле. Оно разминется с нашей планетой в 1,6 а.е. Это слишком далеко, чтобы Земля притянула комету к себе, так что столкновение исключено.

Подарок небес

Почему изучать межзвездные объекты так важно? Астероиды и особенно кометы — это космические «консервы». Они сохраняют почти в неприкосновенности вещество, из которого когда-то образовалась планетная система. Астрономы тщательно исследуют эти тела в Солнечной системе, пытаясь проникнуть в ее прошлое. А уж когда речь идет о другой звезде, интерес усиливается многократно. Теоретически «инозвездную» комету можно обнаружить и изучить в ее родной системе. Практически же подобные результаты крайне редки и дают мало информации. Звезды слишком далеки, как бы ни были хороши наши телескопы.
Когда подобная комета сама прилетает в Солнечную систему, это в буквальном смысле подарок небес. Нет сомнений, что ученые попытаются выжать из него все, что только можно. Главным образом их будет интересовать состав 3I/ATLAS, который можно определить по ее спектру. 
Межпланетный аппарат мог бы изучить комету куда подробнее любых телескопов, но, к сожалению, создать его в такие сроки нереально. Энтузиасты уже разрабатывают проекты зондов-перехватчиков, дрейфующих по Солнечной системе в ожидании очередного межзвездного объекта. Правда, пока счет «гостям» Солнечной системы достиг всего лишь трех за девять лет. Зонд рискует вообще не найти достойной цели, не говоря о том, что мимо небольшого и очень быстрого тела слишком легко промахнуться. Космические агентства вряд ли профинансируют подобную авантюру. Так что пока энтузиастам межзвездного перехвата остается надеяться на миллиардеров-меценатов вроде Юрия Мильнера. Однако в строй вступают все новые телескопы, и если транзитеры действительно будут обнаруживаться по одному в год, мнение космических менеджеров может измениться.