Новая теория объясняет странные свойства межзвёздного объекта Оумуамуа

Оумуамуа
Оумуамуа-подобный объект, полученный в результате моделирования сценария приливного разрушения. Авторы и права: Y. Zhang / NAOC / M. Kornmesser / ESO.

Исследователи использовали численное моделирование, чтобы показать, что межзвёздные объекты, такие как Оумуамуа, быстро движущийся объект в форме сигары, обнаруженный 19 октября 2017 года с помощью телескопа Pan-STARRS на Гавайях, могли сформироваться в результате гравитационного воздействия со стороны их родительских звёзд.

“Оумуамуа абсолютно не похож на что-либо ещё в нашей Солнечной системе”, – сказал ведущий автор статьи доктор Юн Чжан, исследователь из Национальной астрономической обсерватории Академии наук Китая.

Его сухая поверхность, необычно вытянутая форма и загадочная траектория движения даже заставили некоторых учёных задаться вопросом, не является ли этот объект зондом инопланетян.

Это действительно таинственный объект, но некоторые подсказки, такие как его цвет и отсутствие радиоизлучения, указывают на то, что Оумуамуа является объектом естественного происхождения.

“Наша цель – разработать всеобъемлющий сценарий, основанный на известных физических принципах, чтобы собрать воедино все подсказки”, – добавил профессор Дуглас Лин, соавтор исследования из Калифорнийского университета.

Астрономы ожидали, что первым межзвёздным объектом, который они обнаружат, будет ледяное тело, похожее на комету.

Ледяные объекты, подобные тем, которые населяют облако Оорта, эволюционируют на очень больших расстояниях от своих звёзд-хозяев, они богаты летучими веществами и часто выбрасываются из своих звёздных систем гравитационными взаимодействиями. Они также хорошо видны из-за сублимации летучих соединений, которая создает кому, по мере нагревания объекта Солнцем.

Оумуамуа
Первый межзвёздный астероид 1I/2017 U1 (Oumuamua) в представлении художника. Авторы и права: Kornmesser / ESO.

Сухой внешний вид Оумуамуа, однако, больше напоминает поверхность скалистых тел, таких как астероиды в нашей Солнечной системе, что указывает на другой сценарий его происхождения.

Другие исследователи подсчитали, что должна существовать чрезвычайно большая популяция межзвёздных объектов типа Оумуамуа.

“Открытие Оумуамуа подразумевает, что популяция каменистых межзвёздных объектов намного больше, чем мы думали ранее”, – сказал доктор Чжан.

В среднем каждая планетная система должна выбросить в общей сложности около ста триллионов объектов, таких как Оумуамуа. Исследователям необходимо было придумать сценарий, описывающий формирование объектов такого типа.

Когда меньшее тело подходит очень близко к гораздо большему, приливные силы большего тела могут разорвать меньшее, как это случилось с кометой Шумейкеров-Леви 9, когда она приблизилась к Юпитеру.

Юпитер
Космический телескоп Хаббл запечатлел падение кометы Шумейкеров-Леви 9 июля 1994 года на Юпитер. Авторы и права: R. Evans/J. Trauger/H. Hammel/HST Comet Science Team/NASA.

Процессы приливного разрушения могут выбрасывать некоторые частицы в межзвёздное пространство, что было предложено как возможное происхождение Оумуамуа.

Но мог ли такой процесс объяснить причудливые характеристики Оумуамуа, оставалось крайне неопределенным.

Авторы исследования провели компьютерное моделирование с высоким разрешением для моделирования структурной динамики объекта, пролетающего рядом со звездой.

Комета Борисова
Это изображение межзвёздной кометы 2I/Борисова было получено 24 ноября 2019 года. Авторы и права: Pieter van Dokkum / Cheng-Han Hsieh / Shany Danieli / Gregory Laughlin.

Они обнаружили, что если объект подходит достаточно близко к звезде, последняя может разорвать его на чрезвычайно вытянутые фрагменты, которые затем выбрасываются в межзвёздное пространство.

“Удлинённая форма более убедительна, когда мы рассматривали изменение прочности материала во время столкновения звёзд. Отношение длинной оси к короткой оси может быть даже больше, чем десять к одному”, – сказал доктор Чжан.

Тепловое моделирование показало, что поверхность фрагментов, возникающих в результате разрушения исходного тела, будет плавиться на небольшом расстоянии от звезды и конденсироваться на значительных расстояниях, образуя тем самым когезионную кору, которая обеспечит структурную стабильность объекта вытянутой формы.

“Рассеяние тепла во время процесса приливного разрушения также испаряет большое количество летучих веществ, что не только объясняет цвета поверхности Оумуамуа и отсутствие видимой комы, но и предполагаемую сухость межзвёздного объекта”, – сказал доктор Чжан.

Тем не менее, некоторые летучие вещества с высокой температурой сублимации, скрытые под поверхностью, такие как водяной лёд, могут оставаться в конденсированной форме.

Оумуамуа – это лишь верхушка айсберга. Исследователи ожидают, что многие будущие межзвёздные посетители с подобными свойствами будут обнаружены в ходе будущих наблюдений.

Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Astronomy.


Больше информации: https://www.nature.com/
Присоединяйся

Вы могли пропустить:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.