3I/ATLAS – самая обсуждаемая космическая тема не только среди ученых, но и в широком общественном пространстве. Некоторые астрофизики высказали предположение, что объект может оказаться инопланетным кораблем, другие уверены, что это просто комета. Научный руководитель екатеринбургской школы астрономии kantrskrip Павел Скрипниченко, статьи которого публикует в своих сборниках NASA, подробно рассказал для читателей ЕАН, что такое 3I/ATLAS и нужно ли землянам опасаться этого объекта. Публикуем колонку Павла, и если вы внимательно прочтете текст, то сомнений и вопросов у вас не останется.
«Начнем с того, что 3I/ATLAS — это межзвездный объект, который не является частью Солнечной системы. Это уже третий такой объект в истории наблюдений после Оумуамуа и кометы Борисова, который явно проявляет кометные свойства. Это достаточно большая и яркая комета, она наблюдается уже определенный промежуток времени: есть целый ряд наблюдений, выполненный самыми разными обсерваториями Земли.
В подавляющем большинстве случаев все сходятся на том, что это межзвездная комета, хоть и имеющая определенные уникальные свойства, но все же естественного происхождения.
Уникальной 3I/ATLAS делает достаточно большой эксцентриситет. Эксцентриситет – это степень сжатия орбиты. Если какой-нибудь астероид, например, вращается вокруг Солнца по круговой орбите, то его эксцентриситет будет равен нулю. Большинство объектов Солнечной системы имеют эксцентриситет от нуля до единицы, что означает, что они движутся по эллиптическим траекториям вокруг Солнца. А вот у параболических орбит эксцентриситет будет равен единице, у гиперболических орбит он будет больше единицы. Раз это межзвездный объект, то он движется по гиперболической траектории, значит, у 3I/ATLAS эксцентриситет, по текущим данным, составляет порядка шести – это значительно больше, чем было у кометы Борисова и у Оумуамуа.
Может показаться, что в этом есть что-то сверхъестественное, но мы знаем всего лишь три межзвездных объекта. И третий просто отличается от первого и второго согласно тем статистическим данным, которые у нас сейчас есть.
Действительно, один из астрофизиков высказывал мнение, что 3I/ATLAS является искусственным, на основании наблюдений, таких как плоскость обращения орбиты кометы, которая близка к плоскости орбиты Земли. В связи с этим объект якобы обязательно должен приблизиться к Земле.
Но на самом деле мы этого не наблюдаем: объект, скорее, сближался с Марсом, а сближения с Землей у него не будет, и 3I/ATLAS пройдет на достаточно большом расстоянии. В околоземном космическом пространстве мы этот объект не увидим.
Почему вообще возникли вопросы про изменения в движении кометы и появляются публикации об ее аномальных скоростях и других необычных характеристиках? Во-первых, точность знания орбиты любого объекта определяется количеством наблюдений, которые мы провели. Чем больше наблюдений – тем выше уровень знания про орбиты того или иного тела.
Для примера: когда-то в свое время был открыт известный, но уже подзабытый астероид Апофис. И как только его открыли, получили первые наблюдения, то построили гипотетические траектории его движения, часть из которых угрожала Земле столкновением в 2029 году.
В связи с этим объект стал очень популярен среди астрономов и небесных механиков, которые изучали объект. С течением времени, когда было накоплено все больше наблюдений, стало понятно, что Апофис пройдет вблизи Земли, но не упадет на нее: вероятность столкновения будет ничтожно мала. При этом ничего с объектом не изменилось, он двигался и движется по своей траектории, а мы накопили ряд наблюдений, уточнили параметры орбиты и теперь точнее предполагаем, как он будет вести себя дальше.
Та же самая история с кометой 3I/ATLAS. Чем больше мы будем получать наблюдений, тем лучше будем знать параметры ее орбиты и лучше оценивать, где она окажется в тот или иной момент.
Павел Скрипниченко: Астероид Апофис пройдет в десять раз ближе к Земле, чем Луна 2 января 2022 в 15:45С кометой есть еще один интересный момент. Дело в том, что когда мы описываем движение объектов современным образом, то в исследованиях применяется достаточно приличный уровень физики и математики. Для примера давайте рассмотрим Апофис, который вращается вокруг Солнца, имеет свою траекторию.
И если мы хотим описать его движение, то должны промоделировать его орбиту: задать в определенных программах уравнение, решить его и получить прогноз, где объект будет находиться в определенный момент. Для этого нужно знать теорию его движения, знать силы, которые на этот астероид действуют.
В небесной механике есть задача, именуемая как «задача двух тел». Это ситуация, когда у нас есть только Солнце и непосредственно сам объект, а мы оцениваем их гравитационное взаимодействие. В нашей модели не существует других объектов, астероид вращается вокруг Солнца, и мы учитываем только гравитационную силу звезды. Понятно, что для современных расчетов этого не достаточно, особенно если речь идет о каких-то возможных столкновениях, — необходимо учитывать дополнительные силы, например, притяжение со стороны планет и их крупных спутников. Даже если мы учтем эти данные, у нас добавится много новых слагаемых, но при этом каждую планету и Солнце мы будем воспринимать как точку. Но они не точки, они имеют свои размеры, формы, распределение плотностей, полярные сжатия, некруговые экваторы. И каждый из этих эффектов является дополнительным слагаемым.
Даже если мы возьмем восемь планет Солнечной системы, учтем восемь полярных сжатий, то у нас получится уже 16 слагаемых. Важно еще учитывать, что и астероид имеет свои физические свойства, такие как размер и масса, на него действуют электромагнитные излучения со стороны Солнца. Это значит, что появляется такой эффект, как световое давление – оно тоже оказывает влияние на движение этого астероида.
Есть еще эффекты, связанные с разностью температур на освещенной и неосвещенной Солнцем поверхностях астероида. Он вращается вокруг своей оси, а значит неравномерно прогрет, и могут возникать эффекты вроде эффекта Ярковского*. Он обычно применяется для газопылевых частиц, но для каких-то объектов тоже может быть релевантным. Ну и, в конце концов, классическая «задача двух тел» решается в рамках ньютоновской механики, а мы уже очень давно пользуемся общей теорией относительности. И для движения этого объекта нужно учитывать ее эффекты.
В результате таких слагаемых становится очень много, даже для астероида, и везде нужно знать разные параметры, а если данных о них нет – мы получаем определенные ошибки.
Чем больше наблюдений мы получаем, тем больше мы знаем параметров и тем лучше мы сможем уточнить теорию его движения.
Ученый назвал еще одно доказательство искусственного происхождения 3I/ATLAS24 ноября в 09:49С кометами в этом смысле вообще мрак! Когда они приближаются к звезде, то начинают терять вещество: кометные хвосты образуются за счет того, что температура на поверхности объекта при излучении со стороны звезды увеличивается, и часть замерзших частиц срываются, образуя эти явления. Комета теряет массу, и от нее улетают частицы с определенной скоростью, это очень похоже на реактивное движение. Понятно, что на кометах нет никакого двигателя с механической точки зрения, но это очень похоже именно на него. И сколько этого вещества срывается, с какой скоростью происходит движение – все это влияет на орбиту. Понятно, что в наших моделях могут быть неточности, да и вообще моделировать кометы – это сложно, а тут объект еще и межзвездный.
В общем и целом всякого рода публикации о том, что орбиту и скорости постоянно 3I/ATLAS определяют по-разному, – это совершенно нормальный процесс. Мы уточняем теорию движения, получаем больше новых данных, чтобы промоделировать и посчитать орбиту, понять, как вообще объект будет двигаться.
Из этого можно сделать вывод, что 3I/ATLAS — это прикольная, красивая комета естественной природы. И, конечно, хорошо, что мы открываем все новые и новые межзвездные объекты, ведь это обогащает наши знания».
*Эффект Ярковского — это явление, при котором астероид получает слабое реактивное ускорение за счет теплового излучения: днем поверхность астероида нагревается, а ночью остывает. Этот процесс создает небольшой импульс, который добавляет дополнительное движение астероиду. Благодаря этому эффекту, количество астероидов, достигающих Земли, оказывается больше, чем предполагалось ранее.
