Загадочный объект Оумуамуа (Oumuamua), пролетевший через Солнечную систему в 2017 году, до сих пор остается предметом острых научных дискуссий. Астрофизик Даррил Селигман в интервью для канала Event Horizon представляет одну из самых обоснованных на сегодняшний день теорий: этот объект может быть «водородным айсбергом» — редчайшим типом космического тела, рожденным в самых холодных уголках Вселенной.
🚀 Тайна негравитационного ускорения 2:16
Главной странностью Оумуамуа стала траектория его движения. Ученые зафиксировали негравитационное ускорение со значимостью в 30 сигма . Это означает, что на объект воздействовала какая-то сила, помимо гравитации Солнца и планет.
Даррил Селигман выделяет следующие ключевые моменты:
- Наиболее вероятным источником такой силы является кометная дегазация (outgassing) .
- Механизм прост: солнечный свет нагревает лед на поверхности, он переходит из твердого состояния в газ (сублимирует), создавая эффект реактивной струи, толкающей тело.
- Однако Оумуамуа не имел видимой комы (хвоста), что противоречит поведению обычных комет .
Проблема классических моделей заключалась в энергетическом ограничении. Если предположить, что ускорение вызвано сублимацией водяного льда (H2O) или углекислого газа (CO2), солнечной энергии, которую получал объект, было бы просто недостаточно для создания такой тяги . По словам Даррила Селигмана, расчеты показывают, что почти никакие привычные виды льда не подходят под наблюдаемые параметры, кроме молекулярного водорода.
❄️ Водородный айсберг: рождение в абсолютном нуле 8:17
Гипотеза Даррила Селигмана заключается в том, что Оумуамуа — это кусок замерзшего молекулярного водорода (H2). Это объясняет отсутствие видимого хвоста: молекулярный водород в газообразном состоянии практически невидим при низких температурах, так как не имеет постоянного дипольного момента .
Условия формирования такого объекта экстремальны:
- Температура сублимации: Молекулярный водород переходит в газ при температуре около 6 Кельвинов .
- Место рождения: Единственные места в галактике, достаточно холодные и плотные для замерзания водорода, — это ядра гигантских молекулярных облаков (GMC), так называемые «презвездные ядра» .
- Первозданность: По мнению Селигмана, такие объекты являются самыми чистыми образцами материи, существующей до формирования звезд и планет .
Ученый подчеркивает, что такие айсберги могут формироваться только в «беззвездных ядрах» — тех частях облаков, которые не смогли коллапсировать в звезду, иначе излучение новорожденного светила мгновенно уничтожило бы водородный лед .
🧼 Эффект обмылка: почему Оумуамуа такой длинный? 14:06
Одной из самых обсуждаемых характеристик Оумуамуа была его форма. Колебания яркости объекта в 12 раз указывали на то, что он экстремально вытянут, с соотношением сторон примерно 6:1 . В Солнечной системе подобные естественные тела не встречаются.
Даррил Селигман предлагает изящное объяснение через аналогию с обмылком:
- Когда объект летит через космос, он постоянно теряет массу из-за воздействия космических лучей и солнечного света.
- Процесс абляции (испарения) происходит изотропно, то есть слои льда снимаются равномерно со всей поверхности .
- Если взять одинаковый слой материала с длинной и короткой оси, то для короткой оси это составит гораздо больший процент её длины.
- В результате объект неизбежно становится всё более и более вытянутым .
Моделирование, проведенное Селигманом, показало: если «отмотать время назад» и вернуть испарившийся водород на место, Оумуамуа при входе в Солнечную систему имел вполне обычное соотношение сторон (2:1 или 3:1) . То, что мы увидели, было лишь «увядающим фрагментом» некогда массивного тела.
🌌 Популяция межзвездных странников и Темная материя 11:53
Факт обнаружения Оумуамуа телескопом Pan-STARRS за 10 лет наблюдений позволяет экстраполировать данные на всю галактику. По оценкам, приведенным в интервью, в любой момент времени внутри орбиты Земли находится как минимум один подобный объект .
Статистические выводы:
- В Галактике может находиться от $10^{25}$ до $10^{26}$ объектов, подобных Оумуамуа .
- Это эквивалентно примерно одной массе Земли на каждую звезду в Млечном Пути .
Даррил Селигман упоминает работу покойного профессора Стивена Уайта из Риверсайда, который рассматривал твердый барионный водород как возможного кандидата на роль темной материи . Однако Селигман уточняет, что хотя водородных айсбергов много, их суммарной массы недостаточно, чтобы объяснить феномен темной материи в масштабах галактических гало, хотя аргументы Уайта о возможности замерзания водорода в облаках остаются в силе .
☄️ Борисов против Оумуамуа: две разные популяции 24:44
Второй обнаруженный межзвездный объект — комета Борисова (2I/Borisov) — оказался полной противоположностью Оумуамуа. Он выглядел и вел себя как типичная комета из Солнечной системы: имел яркую кому и хвост .
Анализ состава кометы Борисова показал наличие углеродных соединений, цианида ($CN$), молекулярного углерода ($C_2$) и аммиака ($NH_2$) . Это подтверждает, что процессы формирования планет у других звезд во многом идентичны нашим.
По мнению Даррила Селигмана, это указывает на существование двух различных типов межзвездных тел:
- Типичные межзвездные кометы: Выброшенные из планетных систем газовыми гигантами (как комета Борисова) .
- Темные водородные айсберги: Первозданный материал из ядер молекулярных облаков (как Оумуамуа) .
🛸 Будущие миссии: как поймать «чужого»? 29:21
Поскольку водородные айсберги трудно обнаружить издалека, те из них, что мы замечаем, обычно проходят очень близко к Земле (как это сделал Оумуамуа) . Это делает их идеальными целями для миссий перехвата.
Селигман предлагает следующий сценарий исследования:
- Запуск зонда-перехватчика, который столкнется с объектом (impact mission) .
- Использование масс-спектрометров для анализа состава облака обломков, возникшего после удара .
- Это позволит окончательно подтвердить водородную природу объекта.
Изучение таких тел даст ученым прямой доступ к материи, из которой рождаются звезды, в её самом первозданном виде, не загрязненном процессами звездной эволюции .
