Астрономы обычно добывают звездный свет для информации. Мерцания в свете, который достигает земли, регулярно открывают новые виньетки далеких систем - таких как душная инопланетная атмосфера, пульсирующая звездная выпуклость и мертвая звезда, перекусывая в ледяном мире.
Но инопланетные солнечные лучи - не единственный тип межзвездного посланника. По крайней мере два кометоподобных объекта пробились в нашу солнечную систему, и обнаженные ядра атомов ежедневно падают на наши головы в форме космических лучей. Теперь, в еще не рецензируемом препринте, два исследователя предлагают, чтобы признаки другой космической связи могли остаться незамеченными в лабораториях и музеях по всему миру. Взрывающиеся звезды могли бы, согласно их результатам, изгнать взрывы частиц пыли, которые взлетели по Млечному Пути, в конечном итоге похоронив себя в лунных камнях. Если они правы, тщательное изучение скал на Луне или тех, которые астронавты Аполлона вернули на Землю, может привести к более глубокому пониманию того, как звезды живут и умирают.
«Мы не ожидали, что что-то получится из этого первоначального расчета», - говорит Амир Сирадж, соавтор и студент Гарвардского университета. «И мы обнаружили, что это на самом деле возможно».
Сирадж много думал о физических связях между Землей и космической средой. Этой весной он и его сотрудник Ави Леб, астрофизик из Гарварда, опубликовали предварительные печатные издания, в которых предполагалось, что межзвездный метеор, возможно, ударил по нашей планете в 2014 году, и что межзвездные пылинки могли освещать ночное небо.
В своем последнем документе, который они представили в «Астрофизический журнал» и опубликовали на сервере предварительной печати, они рассуждают о том, как пыль сверхновой движется в новом направлении. Они могут спросить, может ли такая звездная пыль достичь Земли, и где еще она может появиться?
Когда у определенных типов звезд заканчивается топливо, они подвергаются сильным взрывам, известным как сверхновые. Взрыв изгоняет материал напрямую, но моделировать этот хаос сложно. Сирадж и Леб вместо этого сосредоточились на том факте, что сверхновые могут сиять с яркостью 100 миллионов солнц. Когда этот прожектор включается, он выбрасывает всю пыль, окружающую звезду, в космос.
«Сверхновые - это одни из самых экстремальных космических событий», - говорит Сирадж. Они могут ускорять частицы пыли до одного процента скорости света, что в 100 раз быстрее, чем у обычной ракеты ».
Хотя не любая сверхновая могла вытолкнуть пыль на Землю. Медленно движущаяся пыль не уйдет далеко, врезаясь в другие частицы и быстро останавливаясь. И самые быстрые частицы пыли будут самоуничтожаться, растирая соседние частицы, такие как шерстяные носки, на нечетком коврике, пока они не сотрясут себя на куски. По мнению исследователей, только звездные взрывы на расстоянии около 800 световых лет от Земли (примерно 1 процент ширины Млечного пути) должны быть в состоянии послать пыль с правильным диапазоном скоростей для достижения нашей солнечной системы.
Такая сверхновая должна происходить раз в сто тысяч лет или около того, наполняя нашу солнечную систему бесчисленными пылинками. Любые частицы, попадающие на Землю, наверняка сгорят в атмосфере, но те, что врезаются в луну, могут просто выжить - не в лунной пыли, которая взбивается над эонами, а в поверхностных породах, открытых непосредственно в космос.
В частности, пара предлагает искать глубокие и узкие отверстия, пробитые в лунных камнях поступающими частицами пыли. Лунные породы показывают мелкие пятна от микрометеоритов на их поверхности, и исследователи обнаружили полосы шириной в атом, оставленные космическими лучами. Сирадж говорит, что спекулятивные трубки, пробуренные осколками сверхновой, упадут где-то посередине.
Астрофизики не первые, кто ищет материальные связи между взрывающимися звездами и системой Земля-Луна. В 2008 году исследователи предположили, что двухлетний слой атомов железа на морском дне возник из сверхновой. В 2015 году группа проанализировала быстро движущиеся частицы пыли, которые могут достичь Луны, и предположила, что они будут испаряться при ударе.
По словам Иэна Кроуфорда, лунного исследователя из Университетского колледжа Лондона, идея о том, что энергетические пылинки могут прорываться в скалы, является новой идеей, но он предупреждает, что процесс рецензирования может изменить выводы Сираджа и Леба. В частности, по его словам, им нужно будет объяснить, почему частицы не обязательно распадаются, когда сталкиваются с лунными камнями со скоростью семь миллионов миль в час.
Сирадж соглашается с тем, что это предположение является одной из ключевых неопределенностей идеи, но полагает, что, возможно, стоило бы рассмотреть некоторые из проверок Аполлона, несмотря ни на что. По его оценкам, любой участок камня размером с десять центов должен содержать несколько следов пыли, поэтому при недорогом исследовании нескольких камней можно найти что-то в любом случае. Если такой поиск окажется пустым, этот результат скажет исследователям что-то о быстрых пылевых частицах, лунной эрозии или предполагаемых скоростях сверхновых.
И если исследователи найдут следы межзвездной пыли, они могут использовать их, чтобы зафиксировать множество неопределенных свойств сверхновых. Скалы Аполлона составляют ограниченный, перемешанный образец, но в будущих миссиях на Луне ученые могли бы исследовать нетронутые породы на наличие таких признаков. Например, подсчет количества дырок позволит исследователям оценить яркость конкретного взрыва. Сирадж полагает, что многие дыры, обращенные в одном направлении, могут даже указывать на то, откуда они пришли в Млечном Пути.
«Это было бы очень захватывающе, - говорит он, - потому что это позволило бы нам исследовать историю соседних сверхновых таким образом, что мы просто не могли бы иначе».