Используя массив радиотелескопов ALMA, астрономы исследовали газ, вырывающийся с поверхности первой обнаруженной межзвездной кометы 2I/Borisov. К их удивлению, данные показали присутствие большого количества окиси углерода, что, в свою очередь, позволяет сделать выводы о среде, в которой она сформировалась. Результаты наблюдений и выводы ученых представлены в журнале Nature Astronomy.
«Мы наблюдали комету 2I/Borisov 15 и 16 декабря 2019 года, в момент, когда она находилась на расстоянии двух астрономических единиц от Солнца. Количество окиси углерода, выбрасываемое ей, оказалось крайне высоким. Оно в 9 – 26 раз выше, чем у родных комет Солнечной системы», – рассказывают авторы исследования.
Первая открытая межзвездная комета 2I/Borisov в представлении художника. Credit: NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello
Кометы являются крайне интересными объектами с точки зрения понимания формирования планетных систем. Большую часть своей жизни они проводят в холодных отдаленных от звезд регионах, и, в отличие от планет, кометы не сильно изменились с момента рождения. Поэтому изучение поведения и состава ледяных странниц в момент сближения, в нашем случае с Солнцем, может многое рассказать о процессах, которые протекали в протопланетных дисках на самых ранних этапах.
«Впервые нам удалось заглянуть внутрь кометы, пришедшей из-за пределов Солнечной системы. И она сразу показала резкое отличие от тех, что мы видели ранее», – отметил Мартин Кординер, ведущий автор исследования из Центра космических полетов им. Годдарда NASA.
Снимок межзвездной кометы 2I/Borisov, полученный космическим телескопом «Hubble» 9 декабря 2019 года с расстояния 298 миллионов километров. Credit: NASA, ESA, and D. Jewitt (UCLA)
Наблюдения на ALMA выявили два вида молекул в газе, выбрасываемом кометой 2I/Borisov: цианистый водород и угарный газ. В то время, как первый показал присутствие в количестве, аналогичном кометам Солнечной системы, высокая концентрация второго стала неожиданностью. По мнению астрономов, это говорит о том, что 2I/Borisov сформировалась при температурах ниже -250 градусов по Цельсию.
Угарный газ является одной из самых распространенных молекул в космосе, и он заключен в большинстве комет Солнечной системы. Тем не менее, его содержание в них сильно отличается, и пока неясно, почему. Возможно, это связано с областью, в которой комета формировалась, или же с тем, насколько часто она приближается к Солнцу и теряет легко испаряющиеся льды.
«Если наблюдаемые нами газы отражают состав места рождения 2I/Borisov, то объект сформировался в чрезвычайно холодной внешней области далекой планетной системы. Большинство протопланетных дисков, наблюдаемых с помощью ALMA, находятся вокруг молодых версий Солнца, и они простираются далеко за пределы региона, где, как считается, образовались наши собственные кометы. Возможно, 2I/Borisov родилась на окраине одного из таких дисков», – добавил Мартин Кординер.
Высокая скорость межзвездной кометы 2I/Borisov в момент прохождения через Солнечную систему, составляющая 33 километра в секунду, указывает на то, что она, вероятно, была выброшена из своей системы либо проходящей звездой, либо гигантской планетой. Затем комета провела миллионы или миллиарды лет в холодном одиноком путешествии по межзвездному пространству, прежде чем 30 августа 2019 года была открыта астрономом-любителем Геннадием Борисовым.
«Комета 2I/Borisov предоставила нам взгляд на химию, которая сформировала другую планетную систему. Но только когда мы сможем сравнить ее с другими межзвездными кометами, мы узнаем, является ли она особенной или же все внесолнечные объекты содержат необычно высокие уровни окиси углерода», – заключили авторы исследования.