Человек сталкивается с определёнными трудностями, когда пытается представить космическое облако колоссальных масштабов, окружающее Солнце и планеты его системы. Речь идёт об облаке Оорта, которое до сих пор остаётся невидимым для астрономов, поскольку объекты, его населяющие, крайне просторно в нём расположены и находятся очень далеко от солнечного света.
Тем не менее, астрономы предполагают существование облака Оорта на основе единственного логического объяснения - существования определённого класса комет, которые периодически посещают нашу Солнечную систему.
В октябре 2024 года два из этих тел пройдут мимо Земли. Комета C/2023 A3 (Цзыцзиньшань-ATLAS) уже достигла пика своей яркости и стала видна невооруженным глазом после 12 октября, когда она оказалась ближе всего к Земле. Затем она станет тусклее и переместится в более высокую часть неба.
Вторая комета, C/2024 S1 (ATLAS), обнаруженная 27 сентября 2024 года, будет видна примерно в конце октября. Комета будет ближе всего к Земле 24 октября, и её можно будет наблюдать низко на восточном небе перед восходом Солнца. Затем, обогнув нашу звезду, комета может снова появиться в западном ночном небе приблизительно в самом конце октября. Однако существует вероятность, что она может частично или полностью развалиться, как это иногда происходит с ними при прохождении мимо Солнца. В данном случае комета будет находиться на расстоянии 1,6 миллиона километров от нашей звезды.
Чем же интересно, облако Оорта и объекты, населяющие его? Эти тела могут быть источником воды, необходимой для зарождения жизни на Земле. В то же время они представляют постоянную угрозу для существования нашей планеты.
Миллиарды комет, проходящие через облако Оорта, могут попасть во внутреннюю часть Солнечной системы. В результате такого перемещения лёд кометы испаряется, создавая хвост из обломков.
Некоторые из этих долгопериодических комет имеют орбиты в сотни, тысячи или даже миллионы лет, как Цзыцзиньшань-ATLAS. Существуют и короткопериодические кометы, которые не касаются облака Оорта и имеют сравнительно более быстрые орбиты. Например, комета Галлея, обращающаяся вокруг Солнца каждые 76 лет, является представителем таких объектов.
Голландский астроном Ян Оорт в 1950 году написал статью о долгопериодических кометах, отметив, что около 20 комет имеют среднее расстояние от Солнца более 10 000 астрономических единиц. Это поразительно, учитывая, что одна астрономическая единица равна радиусу орбиты Земли вокруг нашей звезды. Сопоставив эти цифры, мы получаем, что эти кометы приходят к нам с расстояния более нескольких триллионов километров. Более того, Оорт предположил, что эти кометы не обязательно являются внешними объектами облака.
И вот, спустя почти 75 лет после статьи Оорта астрономы всё ещё не могут напрямую наблюдать эту часть космоса. Однако они предаллагают, что облако Оорта простирается на расстояние свыше 16 триллионов километров от Солнца. Это почти на полпути к ближайшей звезде - Проксиме Центавра.
Долгопериодические кометы проводят большую часть своего времени на таких огромных расстояниях, совершая лишь короткие и быстрые визиты во внутреннюю область Солнечной системы. Оорт предположил, что это облако содержит 100 миллиардов этих ледяных объектов, что может равняться количеству звёзд в нашей галактике.
Как эти объекты туда попали?
Оорт утверждал, и современные симуляции подтвердили, что эти ледяные тела могли первоначально сформироваться вблизи Юпитера - крупнейшей планеты Солнечной системы. Возможно, орбиты этих объектов вокруг Солнца были нарушены его гравитацией, аналогично тому, как космические аппараты, направляющиеся к Сатурну и Плутону, обычно совершают гравитационный манёвр у этой планеты-гиганта, чтобы получить дополнительное приращение скорости.
Некоторые из этих объектов могли навсегда покинуть Солнечную систему, став межзвёздными объектами. Другие оказались на орбитах, подобные орбитам долгопериодических комет.
Долгопериодические кометы представляют особую потенциальную опасность для Земли. Поскольку они находятся далеко от нашего Солнца, их орбиты легко изменяются под действием гравитации других звёзд. Это означает, что учёные не имеют представления, когда или где они появятся. Ко времени обнаружения, комета уже будет ближе Юпитера, перемещаясь со скоростью в десятки тысяч километров в час.
Новые долгопериодические кометы из облака Оорта открываются постоянно - в последние годы была обнаружена целая дюжина или около того. Шансы на столкновение любой из них с Землёй крайне малы, но возможны. Недавний успех миссии DART, которая сумела изменить орбиту небольшого астероида, демонстрирует один из возможных подходов к уклонению этих тел от Земли. Однако эта миссия была разработана спустя много лет после пристального изучения объекта миссии. Комета из облака Оорта не даст нам столько времени — возможно, у нас будет всего несколько месяцев, недель или даже дней после её открытия.
Может случиться и так, что у нас вообще не будет никакого времени. Оумуамуа - странный маленький объект, посетивший нашу Солнечную систему в 2017 году, был обнаружен не до, а после его сближения с Землёй. Хотя Оумуамуа является межзвёздным объектом, а не компонентом облака Оорта, к нему можно применять всё те же предположения.
Один из способов подготовиться к их появлению — лучше понять их основные свойства, включая размер и состав. С этой целью астрономы занялись работой по изучению характеристик новых долгопериодических комет.
Самая крупная известная комета C/2014 UN271 Бернардинелли — Бернштейна, открытая всего три года назад, имеет диаметр примерно 120 километров. Большинство известных комет намного меньше - от одного до нескольких километров, а некоторые самые маленькие настолько тусклые, что мы не можем их увидеть.
В этой работе помогут новые телескопы. В частности, десятилетняя программа Legacy Survey of Space and Time Обсерватории имени Веры Рубин Европейского космического агентства, которая начнётся в 2025 году, может удвоить список известных комет из Облака Оорта, который сейчас имеет около 4500 записей.
Непредсказуемость этих объектов делает их сложной целью для космических аппаратов, но учёные готовят и такую миссию - Comet Interceptor. Запуск зонда запланирован на 2029 год, он будет находиться в космосе до тех пор, пока не появится подходящий объект из облака Оорта. Изучение одного из этих древних и нетронутых объектов может дать учёным ключи к разгадке происхождения Солнечной системы.
