Миссия Swift подсчитала количество воды на межзвездной комете Борисов

Миссия Swift подсчитала количество воды на межзвездной комете Борисов

Впервые обсерватория НАСА Swift проследила потерю воды из межзвездной кометы, когда она приблизилась и обогнула Солнце. Объект 2I/Борисов прошел через Солнечную систему в конце 2019 года.

«Комета Борисов точно не вписывается ни в один класс комет Солнечной системы, но она также и не выделяется из них», — сказал Зекси Син, аспирант Гонконгского университета и Обернского университета в Алабаме, который руководил исследованиями. Есть известные кометы, которые разделяют по крайней мере одно из свойств кометы.

Кометы — это застывшие сгустки газов, смешанные с пылью, часто называемые «грязными снежками». Ученые подсчитали, что сотни миллиардов из них могут вращаться вокруг нашего Солнца. Однако, судя по скорости кометы Борисова и вычисленной траектории, она должна была прийти из-за пределов Солнечной системы. Комета — всего лишь второй известный межзвездный гость, обнаруженный через два года после того, как первый объект, названный «Оумуамуа», пронесся через Солнечную систему.

Астроном-любитель Геннадий Борисов обнаружил комету 30 августа, за четыре месяца до того, как она приблизилась к Солнцу. Ранняя идентификация дала многочисленным космическим и наземным обсерваториям время для детальных последующих наблюдений. В октябре ученые с помощью обсерватории Apache Point в Санспоте, штат Нью-Мексико, обнаружили первый намек на воду в комете. В последующие месяцы космический телескоп НАСА «Хаббл» сделал снимки кометы, когда она неслась со скоростью около 160 000 километров в час.

Когда комета приближается к Солнцу, замерзший материал на ее поверхности — например, углекислый газ — нагревается и начинает превращаться в газ. Когда она оказывается в пределах 370 миллионов километров от Солнца, начинает испаряться вода. Син и коллеги подтвердили наличие воды на комете Борисова и измерили ее потерю с помощью ультрафиолетового света.

Когда солнечный свет расщепляет молекулы воды, появляется один из фрагментов — молекула состоящая из одного атома кислорода и одного атома водорода — гидроксил. Swift обнаруживает ее в ультрафиолетовом свете с помощью своего инструмента UVOT. Между сентябрем и февралем команда Сина сделала шесть наблюдений за кометой Борисова вместе со Swift. Они увидели 50-процентное увеличение количества гидроксила и, следовательно, воды, которые Борисов производил в период с 1 ноября по 1 декабря, что было всего в семи днях до ближайшего пролета кометы у Солнца.

На пике активности комета Борисова сбрасывала 30 литров воды в секунду. Этого достаточно, чтобы наполнить ванну примерно за 10 секунд. Во время своего путешествия по Солнечной системе комета потеряла почти 230 миллионов литров воды — достаточно, чтобы заполнить более 92 олимпийских бассейнов. По мере удаления от Солнца потери воды на комете уменьшались — причем быстрее, чем у любой ранее наблюдавшейся кометы. Син сказал, что это могло быть вызвано целым рядом факторов, в том числе поверхностной эрозией, вращением и даже фрагментацией. На самом деле данные с Хаббла и других обсерваторий показывают, что куски от кометы откололись только в конце марта.

«Мы рады, что быстрое время отклика телескопа Swift позволило нам поймать и наблюдать темпы выброса воды с кометы», — сказал соавтор Деннис Бодевиц, профессор физики в Оберне. «Для комет мы выражаем количество других обнаруженных молекул как отношение к количеству обнаруженной воды. Она дает очень важный контекст для других наблюдений.»

Оценка количества воды с помощью Swift также помогло команде вычислить, что минимальный размер кометы Борисова составляет чуть менее 740 метров в поперечнике. По оценкам специалистов, по меньшей мере 55% поверхности Борисова активно сбрасывала материал, когда она была ближе всего к Солнцу. Это по меньшей мере в 10 раз больше активной площади большинства наблюдаемых комет Солнечной системы. Борисов также отличается от комет Солнечной системы и другими аспектами. Например, астрономы, работающие с Хабблом и большим миллиметровым/субмиллиметровым массивом Атакама (ALMA), радиотелескопом в Чили, обнаружили, что комета Борисова выбрасывает самое большое количество окиси углерода, когда-либо наблюдавшееся от кометы на таком расстоянии от Солнца.

Однако у Борисова есть некоторые общие черты с кометами Солнечной системы. Увеличение потери воды по мере приближения к Солнцу было похоже на ранее наблюдавшиеся объекты. Син и команда также обнаружили, что другие молекулы в химическом инвентаре Борисова — и их обилие — похожи на доморощенные кометы.

Но совокупные характеристики Борисова не дают нам разместить ее в каком-либо одном известном семействе комет. Ученые все еще размышляют над тем, что это означает для развития комет в других планетных системах.

Результаты работы команды были опубликованы в выпуске журнала Astrophysical Journal Letters от 27 апреля 2020 года и доступны в интернете.

Swift был разработан для изучения гамма-всплесков, самых ярких взрывов во вселенной. Но в течение последнего десятилетия Бодевитс использовал его, чтобы узнать больше о кометах, поскольку они пересекают солнечную систему. Большая часть ультрафиолетового света поглощается атмосферой Земли, поэтому ученые должны искать сигнатуру гидроксила из космоса. А поскольку Swift обладает гибкой стратегией наблюдения и быстрым временем реакции, он может осуществлять долгосрочный мониторинг новых интересных целей. Первые пять наблюдений за кометой Борисова состояли из снимков UVOT, сделанных за 12 часов, а последним была серия снимков, сделанных за 24 часа.

«Команда не предполагала, что миссия внесет такой большой вклад в наше понимание планетарной науки», — сказал главный исследователь Swift С. Брэдли Ченко из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. «Но это хороший пример того, как люди придумывают творческие и мощные способы использования возможностей, которые существуют для создания неожиданной и захватывающей науки».

Иллюстрация к статье: Яндекс.Картинки

Читайте также

Оставить комментарий

Вы можете использовать HTML тэги: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

Лимит времени истёк. Пожалуйста, перезагрузите CAPTCHA.