Вчера поздно вечером пришло очередное интересное сообщение от Ави Лёба, и я спешу вас с ним познакомить.
Подводя итоги 2025 года и приближаясь к Новому году, мы считаем необходимым отметить самого значимого партнёра по свиданиям, который был у человечества в 2025 году: межзвёздный объект 3I/ATLAS. Учитывая, что это всего лишь наше третье свидание вслепую с представителем межзвёздного пространства, мы склонны считать эту встречу уникальной, а нашего партнёра по свиданиям — обладающим исключительными качествами. Однако ниже я покажу, что если 3I/ATLAS — это естественная комета, то она является частью огромной популяции — всего 10^{23} подобных объектов только в галактике Млечный Путь.
Межзвёздные объекты отличаются высокой скоростью, превышающей ту, которая необходима для выхода за пределы Солнечной системы. Последний межзвёздный объект, 3I/ATLAS, был обнаружен 1 июля 2025 года, но последние 8000 лет он провёл, путешествуя по региону, содержащему объекты, гравитационно связанные с Солнцем, в так называемой Солнечной системе.
29 октября 2025 года 3I/ATLAS достиг середины своего пути через Солнечную систему, оказавшись на минимальном расстоянии в 203 миллиона километров от Солнца, что в 1,36 раза превышает расстояние от Земли до Солнца (одну астрономическую единицу).
Если предположить, что 3I/ATLAS — это естественный объект, движущийся по случайно выбранной траектории, то мы можем оценить, сколько объектов такого типа движется через Солнечную систему к краю Облака Оорта на расстоянии 100 000 астрономических единиц. Учитывая, что 3I/ATLAS был обнаружен на расстоянии ~5 астрономических единиц в ходе исследования, которое длилось 5 лет, я подсчитал, что сейчас в Солнечной системе должен быть триллион объектов, подобных 3I/ATLAS!
Поскольку граница Облака Оорта находится примерно на полпути к ближайшей звёздной системе Альфа Центавра, приведённый выше расчёт также означает, что на каждую звезду в галактике Млечный Путь приходится примерно триллион объектов, подобных 3I/ATLAS. Если диаметр 3I/ATLAS составляет километр, то его масса равна миллиарду тонн или квадриллиону (10^{15}) граммов. В общей сложности триллион таких объектов на каждую звезду составляют шестую часть (17%) массы Земли. Межзвёздная материя в основном состоит из водорода (74 % по массе) и гелия (24 % по массе) — остатков Большого взрыва, и только 2 % более тяжёлых элементов образовались в недрах звёзд после Большого взрыва. Учитывая, что большая часть массы 3I/ATLAS приходится на 2 % тяжёлых элементов, каждая звёздная система должна была обработать порядка 10 масс Земли межзвёздной материи, чтобы в Галактике появились такие кометы, как 3I/ATLAS.
В общей сложности 100 миллиардов звёзд в галактике Млечный Путь за последние 10 миллиардов лет переработали 3 миллиона солнечных масс, сформировав популяцию межзвёздных комет, таких как 3I/ATLAS. Если 3I/ATLAS — естественная комета, то только в галактике Млечный Путь насчитывается 10^{23} подобных объектов, а в наблюдаемом объёме Вселенной — 10^{34}.
В таком случае наш межзвёздный партнёр по свиданиям ни в коем случае не был уникальным или особенным! За всю историю Земли произошло миллиард подобных межзвёздных встреч.
Предполагаемая численность межзвёздных гостей могла бы быть намного меньше, если бы 3I/ATLAS по технологическому замыслу был нацелен на внутреннюю часть Солнечной системы, поскольку в этом случае наша непосредственная среда обитания представляет особый интерес. Такое посещение могло бы вызвать эмоциональную связь, подобную той, что возникает при встрече с привлекательным партнёром для долгосрочных отношений.
Как определить, какие межзвёздные партнёры для свиданий заслуживают нашего внимания в будущем?
Система отбора для межзвёздных свиданий вслепую должна состоять из трёх уровней. Первый уровень включает в себя обзорный телескоп, такой как обсерватория Рубина Национального научного фонда и Министерства энергетики США в Чили. Такой телескоп должен иметь широкое поле зрения, чтобы охватывать всё небо каждые несколько ночей, и большую апертуру, чтобы быть чувствительным к отражению солнечного света от небольших объектов. Учитывая, что обсерватория Рубина ведёт наблюдение за южным небом, было бы разумно построить её аналог в северном полушарии.
Как только эти обзорные телескопы обнаружат новый межзвёздный объект, будет необходимо получить его изображение с высоким разрешением, чтобы определить его природу. В частности, оптический интерферометр длиной 100 метров на Луне, где нет атмосферной турбулентности, искажающей волновой фронт света, может обеспечить угловое разрешение (равное отношению длины волны света к длине интерферометра), необходимое для разрешения межзвёздного объекта размером в километр на расстоянии ~1 астрономической единицы. Этот второй уровень проверки мог бы помочь отличить природный камень от технологического артефакта. Концепция лунного интерферометра была недавно предложена для других целей здесь и здесь — в контексте программы НАСА «Артемида».
Третий уровень проверки межзвёздных гостей предполагает космическую миссию-перехватчик (как обсуждалось здесь и здесь), которая может либо приземлиться на представляющий интерес природный объект, чтобы изучить его материалы на предмет строительных блоков жизни, какой мы её знаем, либо снизить угрозу для человечества, если объект окажется технологическим артефактом. Решение о том, какой вариант выбрать, будет зависеть от ранга межзвёздного объекта по шкале классификации Лёба (как обсуждалось здесь, здесь и здесь).
Я надеюсь дожить до того момента, когда эти три уровня отбора найдут для нас партнёров для межзвёздных свиданий. После множества встреч у нас появится чёткое представление о том, что такое «особенный экземпляр». Будем надеяться, что мы найдём свою идеальную пару!