Астрономія
Астрономія

У комах комет Сонячної системи і комети Борисова зафіксували пари металів

Дослідники провели спектроскопію великої вибірки різних за складом та походженням комет і виявили, що навіть ті з них, які сформувалися далеко від Сонця, містять у своїх комах залізо та нікель. Крім того, у комі міжзоряної комети Борисова також відшукали нікель у пароподібному стані. Дві статті про це (1,2) опубліковані у журналі Nature.

Велика комета 1882 року, сфотографована астрономом Девідом Гіллом. Sir David Gill (1843-1914), South African Astronomical Observatory / Wikimedia Commons

Велика комета 1882 року, сфотографована астрономом Девідом Гіллом. Sir David Gill (1843-1914), South African Astronomical Observatory / Wikimedia Commons

Що відомо про метали у комах комет?

Коли комета наближається до Сонця, льоди в її ядрі сублімуються, викидаючи у космос пил та гази, склад яких можна вивчати за допомогою спектроскопії. Більшість молекул у комі комет складаються з атомів вуглецю, водню, кисню та азоту. Залізо, нікель та деякі інші сидерофільні атоми були зафіксовані лише у двох випадках за півтора століття. Так, у спектрі Великої комети 1882 року зафіксували лінії випромінювання заліза, натрію і, можливо, кальцію та титану. Під час спостереження комета знаходилася на відстані 0,098 астрономічних одиниць від Сонця. Майже століття по тому астрономи зафіксували лінії заліза, нікелю, кобальту, міді, марганцю, натрію та іонізованого кальцію у спектрі комети Ікея-Секі (C/1965 S1), коли вона перебувала на відстані 0,14 астрономічних одиниць від Сонця. Лінії заліза переважали у спектрі, тоді як нікелю було значно менше. Співвідношення нікелю та заліза було таким самим, як і у метеоритів-хондритів та сонячної фотосфери. Ці дві комети були найяскравішими з усіх, що коли-небудь спостерігались у телескоп, а метали у їхніх комах були виявлені на дуже коротких геліоцентричних відстанях. Тому дослідники вважали, що поява цих ліній була пов'язана з інтенсивним сонячним випромінюванням. Температура комет перевищила 3000 Кельвінів, що дозволило сублімувати тугоплавкі матеріали.

Що аналізували астрономи?

Починаючи з 2002 року, дослідники проаналізували спектри близько 20 різних комет у великому діапазоні геліоцентричних відстаней (від 0,68 до 3,25 астрономічних одиниць) за допомогою Дуже великого телескопу Європейської південної обсерваторії. Крім того, інша група дослідників за допомогою цього телескопу вивчала спектр комети Борисова, яку відкрили у 2019 році. На основі незвичайної траєкторії об’єкт при відкритті визнали першою міжзоряною кометою. Первинні спостереження показали, що вона майже не відрізняється від комет Сонячної системи.

Що показали результати?

Дослідники виявили присутність ліній нейтральних атомів заліза та нікелю у спектрах комет навіть на великій відстані від Сонця. В середньому, нікелю та заліза у них було порівну, хоча комета Ікея-Секи, хондрити та фотосфера Сонця містить заліза у десять разів більше від кількості нікелю. Таке співвідношення не залежить від геліоцентричної відстані чи походження комети.

Крім того, астрономи зафіксували атоми пари нікелю в холодній комі комети Борисова, коли вона знаходилася на відстані 2,332 астрономічних одиниць від Сонця. Це еквівалентно рівноважній температурі у 180 Кельвінів. Пари цього металу в кометі Борисова можуть походити від молекули, що містить нікель, із коротким часом існування.

Одночасна ідентифікація нікелю в холодних комах комети Борисова та комет Сонячної системи демонструє, що вони мають навіть більше спільного, ніж вважалося раніше. Це ще один аргумент на користь спорідненості між невідомим місцем народження цього об’єкта та нашою системою. Однак чи є аналоги малих тіл Сонячної системи поширеними у всій Галактиці, поки що невідомо, адже, хоча комета Борисова дійсно надзвичайно схожа на місцеві комети, єдиний відомий раніше міжзоряний об’єкт Оумуамуа, навпаки, відрізняється від астрономічних тіл поблизу Сонця.


Нещодавно астрономи виявили, що речовина комети Борисова майже не змінилася від часу її утворення, а Оумуамуа визнали частиною «екзоплутона». Крім того, вчені прогнозують появу в Сонячній системі до семи міжзоряних об’єктів щорічно.

астрономічних одиниць
Одна астрономічна одиниця дорівнює середній відстані від Землі до Сонця