Оумуамуа обломок планеты
19 октября 2017 года астрономы впервые в истории обнаружили межзвездный объект (МОС), проходящий через нашу Солнечную систему. Объект 1I/2017 U1 под названием Oumuamua поставил астрономов в тупик, они не могли определить, является ли он межзвездной кометой или астероидом. Спустя четыре года астрономическое сообщество пришло к объяснению, которое удовлетворяло всем наблюдениям.
Теория “азотного айсберга” гласила, что Оумуамуа скорее всего был обломком плутоно-подобной планеты в другой солнечной системе. В своем последнем исследовании Амир Сирадж и профессор Ави Лоеб (предложившие гипотезу о солнечном парусе ET) предложили официальный контраргумент этой теории. Согласно их новой работе, в галактике существует крайняя нехватка экзо-Плутонов, чтобы объяснить обнаружение азотного айсберга.
В своей статье Лоэб указал, что необычный характер и поведение Оумуамуа соответствуют солнечному парусу. Это включало в себя высокоотражающую природу объекта и его профиль, который казался либо сигарообразным, либо блинообразным. Более того, внезапное ускорение и отклонение от ожидаемой орбиты, по-видимому было результатом радиационного давления, именно так солнечные паруса обеспечивают движение.
Кроме того, он вошел в нашу Солнечную систему, что позволило ему совершить облет Земли после прохождения ближайшего расстояния до Солнца (перигелия). Другими словами - его орбитальная динамика позволила ему близко рассмотреть единственную пригодную для жизни планету в нашей Солнечной системе, а это именно то, что можно ожидать от межзвездного зонда.
Эти аргументы были подробно изложены в книге Лоэба “Внеземное: Первый признак разумной жизни за пределами Земли”.
На момент написания книги все попытки объяснить Оумуамуа с точки зрения природных явлений не увенчались успехом. По сути, не было ни одного объяснения которое могло бы объяснить его яркость, профиль и ускорение, при этом признавая отсутствие доказательств газовыделения. Кроме того, внезапное ускорение нельзя было объяснить гравитационными силами, поскольку они должны были замедлить движение Оумуамуа в то время.
В марте 2021 года два исследователя из школы исследования Земли и космоса (SESE) Аризонского государственного университета (ASU) предложили новую гипотезу. В двух опубликованных исследованиях научный сотрудник SESE Алан Джексон и профессор Стивен Деш утверждают, что Оумуамуа мог быть фрагментом азотного льда, выброшенным из молодой звездной системы (возможно, в рукаве Персея нашей галактики) около 400–500 миллионов лет назад.
В своей первой работе Джексон и Деш рассмотрели размер и состав Оумуамуа и показали, что альбедо Оумуамуа похоже на азотный лед на поверхности Тритона и Плутона. Во второй работе они показали что фрагменты азотного льда такого типа могут образоваться в результате столкновения внесолнечных объектов, схожих по составу с Плутоном и объектами пояса Койпера.
По их оценкам, в результате таких столкновений в межзвездном пространстве будет выброшено около 100 триллионов объектов, половина из которых будет состоять из водяного льда, а другая половина из азота. Этой популяции было бы достаточно, чтобы удовлетворить статистическую значимость ИСО, необходимую для объяснения обнаружения Оумаумуа. Не менее важным является тот факт, что объект состоящий из азота, не сформировал бы хвост по мере приближения к нашему Солнцу, поскольку не было бы водяного пара или CO/CO2 для сублимации. Сирадж объяснил Universe Today в письме по электронной почте:
“Привлекательность гипотезы азотного айсберга заключается прежде всего в объяснении негравитационного ускорения Оумуамуа. Как и в случае с гипотетическим водородным айсбергом, активность газовыделения азотного айсберга не была бы обнаружена в измерениях, которые были сделаны на Оумуамуа космическим телескопом Спитцер, который просто ограничил обилие углеродных молекул вокруг Оумуамуа. В результате сублимация материала могла бы привести к наблюдаемому негравитационному ускорению объекта”.
Одним из основных положений, сделанных Лоэбом в его докладе, было то, что независимо от истинной природы Оумуамуа, его обнаружение предполагает наличие массивной популяции подобных объектов в нашей галактике. В своей опровергающей статье, которая недавно была принята к публикации в журнале “Новая астрономия”, Сирадж и Лоеб рассмотрели вопрос о том, достаточно ли в галактике Млечный Путь материала для создания такой популяции азотных айсбергов.
Следствием оценки Джексона и Деша было то, что в нашей галактике должна существовать мощная популяция “экзо-планет”. Чтобы это было так, звезды в Млечном Пути должны иметь достаточно материала, оставшегося после звездообразования (т.е. бюджет массы), чтобы обеспечить формирование этих планет. Чтобы проверить это, Сирадж и Лоеб взяли модель азотного айсберга и изучили, какое количество звездного материала необходимо для того, чтобы она работала.
Наш расчет очень прост, говорит Сирадж. Мы берем все параметры модели азотного айсберга, необходимое обилие объектов, подобных Oumuamua, чтобы объяснить его обнаружение Pan-STARRS, а также основные факты о звездах в Галактике и выводим из этих значений общую массу материала солнечной металличности — чтобы сделать азотную модель правдоподобной.
Они пришли к выводу, что даже при самых оптимистичных предположениях модель не работает на несколько порядков. Короче говоря, в звездной системе не может быть достаточно азотного льда, чтобы обеспечить такую мощную популяцию экзо-Плутонов, а это значит, что статистически просто не может быть достаточно ИСО, состоящих из азота, чтобы объяснить случайное обнаружение Оумуамуа.
Модель становится еще более маловероятной, если учесть, как космические лучи естественным образом разрушают ИСО. Согласно другим недавно опубликованным исследованиям, этот процесс накладывает на ИСО гораздо более короткий срок жизни, чем считалось ранее. Как объяснил Сирадж:
Основная проблема с моделью азотных айсбергов заключается в том, что для создания необходимой популяции таких объектов потребуется более чем в десять раз больше массы всех звезд в Галактике Млечный Путь для непосредственного превращения в экзо-Плутос. А если правильно учесть неизбежную эрозию азотных айсбергов космическими лучами, то потребуется в тысячу раз больше звездной массы Галактики. Эти цифры делают азотную модель несостоятельной, поскольку лишь небольшая часть звездной массы в Галактике идет на производство экзо-Плутоса.
Кроме того, Сирадж и Лоеб ссылаются на исследование, появившееся вскоре после публикации их работы в arXiv, которое ставит под сомнение распространенность азотных айсбергов в нашей галактике. В исследовании под названием “Ограничения на возникновение объектов подобных Оумуамуа“ опубликованном в октябрьском номере журнала Bulletin of the American Astronomical Society (BAAS), авторы Левин и др. утверждают, что гипотезы водородного айсберга и азотного айсберга страдают критическими недостатками.
В то время как температурные требования для первой теории делают ее несостоятельной, необходимая эффективность образования делает то же самое для второй. В итоге они также определили, что механизм образования фрагментов N2 льда (столкновения с внесолнечными аналогами пояса Койпера) недостаточен для создания объектов такого размера как Оумуамуа и на несколько порядков ниже для создания популяции из 1014 объектов.
“Азотная модель теперь исключена”, — сказал Сирадж. “Это означает, что загадка Оумуамуа остается широко открытой, что еще сильнее мотивирует изучение таких объектов как Оумуамуа в будущем. Это и есть цель отделения межзвездных объектов проекта “Галилео”, которое я имею честь возглавлять — обнаружить и охарактеризовать объекты, подобные ‘Оумуамуа и в конечном итоге понять их природу”.
