Астрономія
Астрономія

Астрономи засумнівалися у походженні Оумуамуа від «екзоплутона»

Пара астрономів з Гарвардського університету підрахували імовірність появи у міжзоряному середовищі уламків плутоноподібних тіл та дійшли висновку, що вона надто низька, щоб Оумуамуа був «азотним айсбергом». На їхню думку, у нашій галактиці нема такої кількості азотної криги, щоб статистично пояснити випадкову появу Оумуамуа. Стаття з контраргументами щодо «екзоплутонного» походження Оумуамуа прийнята до публікації у New Astronomy, а поки її препринт доступний на arXiv.

Auntspray / Shutterstock

Auntspray / Shutterstock

Що ми знаємо про Оумуамуа?

Навколосонячними орбітами володіє безліч комет і астероїдів, які ми регулярно спостерігаємо. Проте перше в історії спостережень міжзоряне тіло — астероїд Оумуамуа — представив величезний інтерес для науки, адже потрапив до нас з-за меж Сонячної системи. Його помітили у 2017 році та оцінили розмір у 20-200 метрів на основі кривої відбитого сонячного світла. Однією з найяскравіших особливостей Оумуамуа є його екстремальне співвідношення осей.

Початкові розрахунки на основі спостережуваної кривої блиску припускають витягнутий сфероїд, довжина якого у десять разів перевищує ширину. Відбивна здатність його поверхні виявилася несподівано високою — вище, ніж у астероїдів або комет у Сонячній системі. Швидкість його руху по відношенню до середньої швидкості зірок поблизу Сонця становить всього дев'ять кілометрів на секунду.

Що невідомо про Оумуамуа?

За його відкриттям майже одразу, у 2019 році, астрономи побачили ще один міжзоряний об'єкт — комету 2I / Борисова. Втім, якщо останню вдалося одразу ідентифікувати як комету, то походження Оумуамуа залишається невідомим. З розрахунків ймовірності виявлення подібних об'єктів, можна зробити висновок, що кожна зоряна система Чумацького Шляху має викидати їх принаймні по 10¹⁴таких, що набагато більше за прогнози.

Втім, якщо більшість таємниць Оумуамуа можуть знайти пояснення, то найбільшою загадкою залишається його склад і, пов’язане з ним, негравітаційне прискорення Оумуамуа. Спостереження показали, що траєкторію Оумуамуа неможливо повністю пояснити об’єктом, який рухається виключно під дією гравітації Сонця. Натомість у пояснення руху Оумуамуа вписуються негравітаційні сили, як-то подібні кометам викиди газів. Але за Оумуамуа кометних ком не помічали, тож незрозуміло, який склад поверхні може забезпечити таку силу через процес сублімації, щоб пояснити негравітаційне прискорення, водночас залишаючись непомітним.

Як він пов'язаний з екзоплутонами?

Однією з гіпотез на пояснення походження Оумуамуа та його спостережуваних характеристик, стала ідея планетологів Аризонського університету Алана Джексона (Alan P. Jackson) і Стівен Деша (Steven J. Desch). Детальніше про їхній підхід ми розповідали у новині за їхньою публікацією, але загалом він полягав у наступному: вирахувані розміри, альбедо та прискорення Оумуамуа збігаються з плутоноподібними тілами, фрагментом яких і може бути Оумуамуа у наслідок динамічної нестабільності ранньої Сонячної системи.

У другій статті вони показали, як подібні фрагменти азотного льоду можуть утворюватися внаслідок зіткнення позасонячних об'єктів, схожих за складом на Плутон та об'єкт поясу Койпера. За підрахунками, Оумуамуа був викинутий близько 0,4-0,5 мільярдів років тому з молодої зоряної системи, можливо, в рукаві Персея. Але у своїй новій роботі дослідники Оксфордського університету Амір Сірадж (Amir Siraj) та Авраам Леб (Abraham Loeb), які 2019 року повідомили про відкриття кандидата у міжзоряні об'єкти CNEOS 2014-01-08, вважають цей сценарій малоімовірним.

Чому у його походженні сумніваються?

На думку Сіраджа і Леба, кількість планетезималей з твердих порід і водяного льоду, складових більшості планет, має значно перевищувати кількість «азотних айсбергів», до яких віднесли Оумуамуа. Теорія «азотного айсберга» стверджує, що Оумуамуа, ймовірно, був уламками планети, подібної до Плутона, в іншій зірковій системі. За оцінками Джексона та Деша, зіткнення, в яких міг народитися Оумуамуа, мають викидати по 10¹⁴ таких об'єктів, половина з яких складатиметься з водяного льоду, а інша половина – з азоту.

Однак поки що Оумуамуа залишається єдиним зафіксованим таким об'єктом, що явно не вписується в ймовірність їхньої появи. А Сірадж і Леб вважають, що у Чумацькому Шляху взагалі немає такої кількості матеріалу, щоб сформувати достатню кількість екзоплутонів, від яких могли б відколюватися у такій кількості об'єкти, подібні Оумуамуа.

Також раніше ми розповідали, як утворення міжзоряних об’єктів пов’язали з наближенням до систем масивних зірок, а за їхньою кількістю астрономи зможуть вирахувати кількість втраченого протопланетними дисками матеріалу. Також міжзоряні об'єкти пропонують враховувати у моделях формування планет, адже ті можуть сприяти доланню планетезималями так званого метрового бар'єра, перш ніж почати ефективно акреціювати матеріал.


Фото в анонсі: Auntspray / Shutterstock