1I/Оумуамуа

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
1I/Оумуамуа
Eso1737e.jpg
Первый известный межзвёздный астероид Оумуамуа в представлении художника
Открытие[1][2]
Первооткрыватель

Pan-STARRS 1

Место обнаружения

Халеакала, Гавайи

Дата обнаружения

19 октября 2017

Эпоним

(Гавайское название)[3]

Альтернативные обозначения

1I/2017 U1
A/2017 U1
C/2017 U1 (PANSTARRS)
P10Ee5V

Категория

Гиперболические астероиды

Орбитальные характеристики

Эпоха 31 октября 2017
JD 2458057.5

Эксцентриситет (e)

1,19949 ± 0,00019

Большая полуось (a)

−1.2799[n 1]

Перигелий (q)

0,25529 а.е.

Афелий (Q)

?

Наклонение (i)

122,69°

Долгота восходящего узла (Ω)

24,599°

Аргумент перигелия (ω)

241,70°

Средняя аномалия (M)

35,060°

Физические характеристики
Диаметр

230×35×35 м (предположительно, при альбедо 0,1)[4][5]
200 м (предположительно, при альбедо 0,06–0,08)[6]

Период вращения

8,14 ± 0,02 часов[7]
8,10 ± 0,42 часов[6]
≥ 3 часам[8]

Спектральный класс

D[4], P?[6]
(красный)[10]
B–V = 0,7 ± 0,06[4]
V-R = 0,45 ± 0,05[4]
g-r = 0,47 ± 0,04[6]
r-i = 0,36 ± 0,16[6]
r-J = 1,20 ± 0,11[6]

Абсолютная звёздная величина

22,08 ± 0,45[9]

Альбедо

0,1 (предположение на основе спектра)[4]
0,06–0,08 (предположение на основе спектра)[6]

Информация в Викиданных

1I/Оумуамуа (ранее C/2017 U1 (PANSTARRS) и A/2017 U1) — первый обнаруженный межзвёздный объект, пролетающий через Солнечную систему. Он был открыт на чрезвычайно высокой гиперболической орбите Робертом Уриком[11] 19 октября 2017 года на основе данных телескопа Pan-STARRS[1], когда астероид был на расстоянии 0,2 а.е. (30 млн км) от Земли. Первоначально Оумуамуа считался кометой, но спустя неделю он был переклассифицирован как астероид[12]. Это первый открытый объект нового класса гиперболических астероидов[9].

Основываясь на результатах 34 дней наблюдений, эксцентриситет у Оумуамуа составляет 1,20, что является самым высоким показателем среди всех когда-либо наблюдавшихся тел Солнечной системы[13][14]. Предыдущий рекорд принадлежал комете C/1980 E1[en] с эксцентриситетом 1,057[15][16][n 2]. Высокий эксцентриситет как и во время прибытия, так и после указывает на то, что астероид никогда не был связан гравитационно с Солнечной системой и, вероятно, является межзвёздным объектом из-за большой начальной скорости. Наклонение орбиты составляет 123° относительно эклиптики[n 3]. В межзвёздном пространстве скорость у 1I/Оумуамуа составляет 26,33 км/с относительно Солнца; она достигла максимума в 87,71 км/с в перигелии[14][n 4].

Обозначение[править | править код]

Номенклатура[править | править код]

Изначально, об открытии 1I/Оумуамуа в качестве новой кометы C/2017 U1 (PANSTARRS) было объявлено 25 октября 2017 года[2]. Уже тогда была известна необычная гиперболическая орбита, и в попытке подтвердить кометную активность в тот же день на Очень большом телескопе (VLT) с помощью камеры FORS2 проводились внеплановые наблюдения по программе «СРОЧНО: Первый межзвёздный объект в Солнечной системе»[17]. На полученных глубоких совмещённых снимках[en] не было обнаружено кометной комы[n 5]. Соответственно, C/2017 U1 (PANSTARRS) был переименован в A/2017 U1, став первой кометой, переклассифицированной в астероид[12].

Ограничения на любую возможную кометную активность подразумевают, что не более нескольких квадратных метров поверхности 1I/Оумуамуа могут быть покрыты льдом, и что любые летучие соединения[en] (если они есть) должны лежать ниже 50-сантиметровой корки[4]. Ничего не было замечено на снимках со STEREO HI-1A во время перигелия 1I/Оумуамуа 9 сентября 2017 года[6]. Отсутствие признаков комы указывает на происхождение изнутри снеговой линии в системе родительской звезды или нахождение в ней достаточно продолжительное время, чтобы весь лёд испарился, как это происходит с дамоклоидами. Анализ спектра подтверждает эти предположения[18][19].

В качестве первого известного объекта такого класса Оумуамуа предоставил уникальный случай для Международного астрономического союза, который присваивает официальные названия для космических тел. Был введён специальный индекс для межзвёздных объектов — «I» (сокращение от англ. interstellar, «межзвёздный»), и Оумуамуа присвоено обозначение «1I/2017 U1».

Название[править | править код]

Имя «Оумуамуа» было выбрано командой Pan-STARRS, обнаружившей астероид. В переводе с гавайского ʻou.mua.muaʻ означает «гость», или «посланник» из прошлого (ʻou означает «дотягиваться до чего-то», а двойное mua с выделением последнего — означает «первый», «передовой»)[3][20]. В английском варианте написания название пишется как ʻOumuamua. Значок перед буквой O — «ʻ» не апостроф, а ʻокина, которая в орфографии гавайского языка передаёт гортанную смычку (произношение ).

Наблюдения[править | править код]

Фотография 1I/Оумуамуа, сделанная с помощью 4,2-метрового Телескопа Уильяма Гершеля на Канарских островах 28 октября 2017 года

Это первый известный кандидат межзвёздного объекта. Вероятная область вылета находится в окрестностях Веги (созвездие Лиры)[21][22]. Оумуамуа движется по гиперболической траектории со скоростью 26 км/с[n 6]. Это направление близко к апексу Солнца, наиболее вероятной области для подходов объектов извне Солнечной системы[21]. Однако, неизвестно точно, как долго объект находился в межзвёздном пространстве[23]. Солнечная система это, вероятно, первая планетная система, у которой Оумуамуа пролетел после выброса от своей родительской звезды, произошедшего, возможно, миллиарды лет назад[24].

26 октября 1I/Оумуамуа был найден на ещё двух наблюдениях, полученных Каталинским небесным обзором. Они были совершены 14 и 17 октября 2017 года[25][26]. Двухнедельная наблюдательная дуга подтвердила сильную гиперболичность орбиты астероида[13]. Наблюдения и выводы о составе, форме, поведении и происхождении, полученные с помощью Очень Большого Телескопа в Чили были собраны и опубликованы в журнале Nature 20 ноября, так как Оумуамуа сейчас на траектории вылета из Солнечной системы.[27][28]

Скорость малых тел на расстоянии 200 а.е. от Солнца[n 7]
Объект Год Скорость
км/с
Кол-во наблюдений и
наблюдательная дуга[n 8]
C/1947 F1 (Ронданина-Бестер) 1671 1,84 15 за 37 дней
(90377) Седна 1746 2,66 196 за 9240 дней
C/1980 E1 (Боуэлл) 1765 2,98 179 за 2514 дней
C/1997 P2 (Spacewatch) 1779 2,99 94 за 49 дней
C/2010 X1 (Еленина) 1798 2,96 2222 за 235 дней
C/2012 S1 (ISON) 1801 2,99 6514 за 784 дней
C/2008 J4 (Макнот) 1855 4,88 22 за 15 дней[n 9]
1I/Оумуамуа 1982 26,5 115 за 34 дня

Параметры объекта[править | править код]

В предположении, что объект состоит из камня с альбедо 10 %, его диаметр оценивается примерно в 160 м[21]. Есть также предположение, что объект Оумуамуа имеет вид сигары длиной 180 м и шириной 30 м[29]. Спектр астероида, полученный на 4,2-метровом Телескопе Уильяма Гершеля[en] (WHT), указывает на однородность цвета и красный цвет поверхности, похожий на тот, который наблюдается у объектов пояса Койпера[10]. Спектр, полученный телескопом Хейла, показывает менее насыщенный красный оттенок, похожий на ядра комет и троянцев[24]. Он напоминает астероиды классов D[4] и P[6].

Период вращения 1I/Оумуамуа лежит в пределах от 7,3[30] до ~8,10 (± 0,42) часов, с амплитудой яркости 1,8m[6]. Это указывает на то, что астероид представляет собой сильно удлинённый объект с отношением осей не менее 5,3:1, что сравнимо с самыми вытянутыми объектами Солнечной системы, или даже больше[6][7]. По мнению астронома Дэвида Джуитта, Оумуамуа физически ничем не примечателен, кроме его крайне вытянутой формы[5]. С предположительным альбедо 0,1 (типичным для астероидов класса D), соответствующий форме 1I/Оумуамуа эллипсоид имеет полуоси приблизительно 230 × 35 × 35 м и соотношение полуосей близкое к 6:1[4]. Предполагается, что он также может быть контактным двойным[6], хотя это может быть несовместимо с его быстрым вращением[27]. Одно из предположений причины столь вытянутой формы заключается в том, что это результат сильного события (например, столкновения или звёздного взрыва), возможно, связанного с его выбросом из системы родительской звезды[27].

Орбита[править | править код]

Расстояние и скорость 1I/Оумуамуа (относительно Солнца)
Расстояние Дата Скорость
км/с
2300 а.е. 1603 26,22
1000 а.е. 1838 26,24
100 а.е. 2000 26,56
10 а.е. 2016 29,40
1 а.е. 9 августа 2017 49,6
Перигелий 9 сентября 2017 87,7[14]
1 а.е. 10 октября 2017 49,6[n 10]
10 а.е. 2019 29,40
100 а.е. 2034 26,54
1000 а.е. 2197 26,25
2300 а.е. 2432 26,22

Было рассчитано, что астероид прошёл через перигелий 9 сентября 2017 года на расстоянии 0,255 а.е. от Солнца. Это на 17 % ближе, чем минимальное расстояние от Солнца до Меркурия. Также он был на расстоянии 0,1616 а.е. от Земли 14 октября 2017[9]. Объект очень тусклый, и его видимая звёздная величина уже опустилась ниже 23m[26].

Предполагается, что астероид мог быть выброшен из звёздной ассоциации созвездия Киля примерно 45 миллионов лет назад[31]. Однако сейчас на небе она расположена достаточно далеко от созвездия Лиры, с направления на которое объект залетел в Солнечную систему. Примерно 1,3 миллиона лет назад Оумуамуа мог проходить мимо звезды TYC4742-1027-1 на расстоянии 0,16 парсек (0,52 световых года), но его скорость слишком велика, чтобы эта звезда была родительской. Скорее всего, астероид просто пролетел через облако Оорта этой звезды со скоростью 103 км/с и продолжил движение[32][n 11].

Сто лет назад 1I/Оумуамуа находился на расстоянии 561 ± 0,6 а.е. (84 миллиарда км) от Солнца и двигался со скоростью 26 км/с в его направлении. Астероид продолжал ускоряться, пока не достиг максимальной скорости 87,7 км/с в перигелии. На момент открытия он двигался со скоростью 46 км/с и он продолжит замедляться, пока не достигнет скорости 26 км/с относительно Солнца[14], что в пределах ~5 км/с от скорости ближайших звёзд в межзвёздном пространстве в окрестностях Солнца и тоже указывает на межзвёздное происхождение[33]. Объект отдаляется от Солнца под углом в 66°[n 12] от изначального направления. Он пересечёт орбиту Юпитера в мае 2018 года и Сатурна в январе 2019[34]. Оумуамуа покидает Солнечную систему в направлении с прямым восхождением 23h51m и склонением +24°45', в созвездии Пегаса.[14] На это потребуется около 23 000 лет[n 13].

Гипотетическая космическая миссия[править | править код]

Оумуамуа имеет слишком высокую скорость для всех существующих в настоящее время космических кораблей[35], тем не менее «Инициатива по межзвёздным исследованиям» (i4is) изучила потенциальные возможности отправки космического зонда к 1I/Оумуамуа. Есть возможность использовать сначала гравитационный манёвр у Юпитера, а затем близкий солнечный пролёт на расстоянии трёх солнечных радиусов, чтобы воспользоваться эффектом Оберта[36]. Также рассматриваются более продвинутые варианты использования солнечного, лазерного электрического и лазерного парусного двигателя, основанного на технологии Breakthrough Starshot. Проблема заключается в том, что нужно достигнуть астероида за максимально небольшой промежуток времени (и, следовательно, на минимально возможном расстоянии от Земли), и при этом иметь возможность получить полезную научную информацию. Если зонд будет разогнан до слишком большой скорости, он не сможет попасть на орбиту или приземлиться на астероид и просто пролетит мимо него, двигаясь со скоростью, составляющей много диаметров астероида в секунду. Авторы делают вывод, что, несмотря на сложность задачи, миссия столкновения теоретически может быть осуществима с использованием существующих технологий.

Галерея[править | править код]

Комментарии[править | править код]

  1. Объектам на гиперболических орбитах присваивают отрицательную большую полуось, что означает положительную орбитальную энергию.
  2. В отличие от 1I/Оумуамуа, C/1980 E1 получил высокий эксцентриситет после ускорения Юпитером. Его изначальный эксцентриситет был меньше единицы.
  3. Относительно плоскости эклиптики Солнечной системы. Это число больше 90, что значит, что он движется в направлении, противоположном к другим планетам, с наклоном 60 градусов.
  4. Комета C/2012 S1 (ISON) достигла 377 км/с в перигелии, потому что она прошла на расстоянии 0,0124 а.е. от Солнца (в 20 раз ближе, чем 1I/Оумуамуа).
  5. По данным ЦБАТ 4450, никто не наблюдал кометной активности. Первоначальная классификация в качестве кометы была основана на орбите объекта.
  6. Для сравнения, скорость кометы C/1980 E1, когда она будет на расстоянии 500 а.е. от Солнца, составит 4,2 км/с.
  7. Результаты получены с помощью JPL Horizons с использованием таблицы настроек «22. Speed wrt Sun».
  8. Орбиты, рассчитанные только на основе нескольких наблюдений, могут быть ненадёжными. Короткие наблюдательные дуги могут привести к тому, что рассчитываемые компьютером орбиты будут неправильно компенсировать неизвестные данные.
  9. Другие орбитальные данные показывают, что C/2008 J4 двигался со скоростью 3,5 ± 1,3 км/с. JPL #10 указывает, что 24 марта 1855 C/2008 J4 ускорился до 4,88 ± 1,8 км/с.
  10. Солнечная вторая космическая скорость у земной орбиты (1 а.е. от Солнца) составляет 42,1 км/с. Для сравнения, комета Галлея двигалась со скоростью 41,5 км/с, когда была на расстоянии 1 а.е. от Солнца, согласно формуле v = 42,1219 1/r − 0,5/a, где r — расстояние до Солнца и a — это большая полуось. Околоземный астероид (2062) Атон движется со скоростью всего 29 км/с на расстоянии 1 а.е. от Солнца из-за меньшей большой полуоси.
  11. Это верно для номинального положения звезды. Однако её текущее расстояние до Солнца не известно точно: согласно первому релизу данных телескопа Gaia, расстояние до TYC4742-1027-1 составляет 137 ± 13 парсек (447 ± 43 световых лет). Неизвестно, происходил ли близкий пролёт.
  12. Согласно формуле 2×acos(1/e)
  13. Граница Солнечной системы лежит примерно на расстоянии 2 световых лет (130 000 а.е.), также астрономическая единица = 149 597 870,7 км, и астероид движется со скоростью 26,33 км/с. Для достижения этого расстояния потребуется 23 405 лет.

Примечания[править | править код]

  1. 1 2 Small Asteroid or Comet 'Visits' from Beyond the Solar System. NASA (26 октября 2017).
  2. 1 2 MPEC 2017-U181: COMET C/2017 U1 (PANSTARRS). Minor Planet Center. Международный астрономический союз (25 октября 2017). Проверено 25 октября 2017. (CK17U010)
  3. 1 2 MPEC 2017-V17 : NEW DESIGNATION SCHEME FOR INTERSTELLAR OBJECTS. Minor Planet Center. Международный астрономический союз (6 ноября 2017).
  4. 1 2 3 4 5 6 7 8 David Jewitt (2017). «Interstellar Interloper 1I/2017 U1: Observations from the NOT and WIYN Telescopes». Submitted to ApJL: 11. arXiv:1711.05687.
  5. 1 2 A Familiar-Looking Messenger from Another Solar System. National Optical Astronomy Observatory. Проверено 15 ноября 2017.
  6. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 (2017) «Col-OSSOS: Colors of the Interstellar Planetesimal 1I/2017 U1 in Context with the Solar System». Submitted to ApJL: 9. arXiv:1711.06214.
  7. 1 2 B.T. Bolin (2017). «APO Time Resolved Color Photometry of Highly-Elongated Interstellar Object 1I/ʻOumuamua». Submitted to AJ: 11. arXiv:1711.04927.
  8. Matthew Knight (2017). «The rotation period and shape of the hyperbolic asteroid A/2017 U1 from its lightcurve». Submitted to ApJL: 5. arXiv:1711.01402.
  9. 1 2 3 JPL Small-Body Database Browser: ʻOumuamua (A/2017 U1). Jet Propulsion Laboratory.
  10. 1 2 FitzsimmonsAlan. Spectrum of A/2017 U1 obtained on Wednesday night with the @INGLaPalma 4.2m WHT. Colour is red like Kuiper Belt Objects, featureless.. Твиттер (27 октября 2017).
  11. Research Gate Accessed 22 ноября 2017.
  12. 1 2 MPEC 2017-U183: A/2017 U1. Minor Planet Center. Международный астрономический союз (25 октября 2017). Проверено 25 октября 2017. (AK17U010)
  13. 1 2 Archive of 2017 U1 JPL SBDB solution #10 (3 ноября 2017) with a 16-day observation arc. Jet Propulsion Laboratory. Архивировано 7 ноября 2017 года.
  14. 1 2 3 4 5 Pseudo-MPEC for A/2017 U1 (Fact File). Bill Gray of Project Pluto (26 октября 2017). (Orbital elements)
  15. JPL Small-Body Database Search Engine: e > 1. JPL Small-Body Database. Проверено 26 октября 2017.
  16. (1 ноября 2017) «Pole, Pericenter, and Nodes of the Interstellar Minor Body A/2017 U1». Research Notes of the AAS 1 (1): 9 (2 pages). arXiv:1711.00445. DOI:10.3847/2515-5172/aa96b4. Bibcode2017RNAAS...1....5D.
  17. Открыта первая межзвёздная комета?. ЖЖ (25 октября 2017).
  18. (2017) «On the Consequences of the Detection of an Interstellar Asteroid». Research Notes of the AAS 1711: 4. arXiv:1711.02260. Bibcode2017arXiv171102260L.
  19. Karl Antier. A/2017 U1, first interstellar asteroid ever detected!. International Meteor Organization.
  20. Межзвездный астероид получил гавайское имя.
  21. 1 2 3 Kelly Beatty. Astronomers Spot First-Known Interstellar “Comet” (англ.). Sky & Telescope (25 October 2017). Проверено 25 октября 2017.
  22. Jamie Seidel. 'Alien' object excites astronomers. Is it a 'visitor' from nearby star?, The New Zealand Herald (26 октября 2017).
  23. Interstellar Asteroid FAQs. NASA (20 ноября 2017).
  24. 1 2 (2017) «1I/ʻOumuamua is Hot: Imaging, Spectroscopy and Search of Meteor Activity». Submitted to ApJ Letters: 8. arXiv:1711.02320.
  25. MPEC 2017-U185: A/2017 U1. Minor Planet Center. Международный астрономический союз (26 октября 2017). Проверено 26 октября 2017.
  26. 1 2 A/2017 U1. Minor Planet Center. Проверено 9 ноября 2017.
  27. 1 2 3 Rincon, Paul Bizarre shape of interstellar asteroid. BBC (20 ноября 2017). Проверено 20 ноября 2017.
  28. Meech, Karen J. (20 ноября 2017). «A brief visit from a red and extremely elongated interstellar asteroid» (en). Nature. DOI:10.1038/nature25020. ISSN 1476-4687. Проверено 2017-11-20.
  29. Оумуамуа: уникальный, ничем не примечательный астероид
  30. Meech, Karen Light curve of interstellar asteroid `Oumuamua. ESO.org (20 ноября 2017).
  31. Eric Gaidos (2017). «Origin of Interstellar Object A/2017 U1 in a Nearby Young Stellar Association?». Research Notes of the AAS 1: 3. arXiv:1711.01300. DOI:10.3847/2515-5172/aa9851. Bibcode2017RNAAS...1...13G.
  32. (2017) «The origin of interstellar asteroidal objects like 1I/2017 U1» 1711: 4. arXiv:1711.03558. Bibcode2017arXiv171103558P.
  33. Eric Mamajek (2017). «Kinematics of the Interstellar Vagabond A/2017 U1». Research Notes of the AAS 1710: 4. arXiv:1710.11364. Bibcode2017arXiv171011364M.
  34. Solar System's First Interstellar Visitor Dazzles Scientists. Jet Propulsion Laboratory (20 ноября 2017). Проверено 20 ноября 2017.
  35. Stephen Clarke. An interstellar interloper is dashing through our solar system – Astronomy Now (англ.) (22 November 2017).
  36. Hein, Andreas M.. «Project Lyra: Sending a Spacecraft to 1I/ʻOumuamua (former A/2017 U1), the Interstellar Asteroid». arXiv:1711.03155.

Ссылки[править | править код]