Через два месяца после прохождения ближайшей точки к Солнцу наблюдения показывают, что газовый антихвост межзвёздного объекта 3I/ATLAS простирался на сотни тысяч километров в сторону Солнца.
Ранее астрофизик Аве Лёб уже показывал в своих расчётах, что частицы пыли размером около 10 микрон могут разгоняться газом у основания выброса до сотен метров в секунду и затем пролетать несколько сотен тысяч километров, прежде чем будут замедлены давлением солнечного света. Но останется ли газ с ними на всём этом пути или его оттолкнёт назад сильнее?
Если пыль в основном тормозит давление солнечного излучения, то на газ главным образом действует солнечный ветер. Пока его не замедлили, плотность газа в выбросе уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния от ядра. Оценки общего количества вещества, выбрасываемого объектом, основанные на данных телескопа «Джеймс Уэбб» до сближения с Солнцем, дают значение около 150 килограммов в секунду, и эта величина, скорее всего, возросла в несколько раз вблизи самой близкой точки. Поэтому для расчётов после сближения принимается значение около 500 кг/с.
Если 3I/ATLAS — обычная комета, то газы испаряются с поверхности льда, нагретого Солнцем. Их максимальная скорость истечения сравнима со скоростью движения молекул углекислого газа при температуре поверхности около -70°C на текущем расстоянии от Солнца (примерно в два раза дальше, чем Земля). Это даёт скорость всего около 0,2 км/с.
Солнечный ветер, в свою очередь, движется со скоростью около 500 км/с. Простой баланс давлений между истекающим газом и набегающим солнечным ветром показывает, что газ из выброса должен быть остановлен и отброшен назад уже на расстоянии примерно 5000 километров от ядра объекта. Примечательно, что это примерно соответствует размеру светящейся газовой оболочки (комы), которую мы видим вокруг ядра 3I/ATLAS на снимках, в том числе с космического телескопа «Хаббл».
Таким образом, солнечный ветер должен «сметать» газ (вместе с мельчайшей пылью) в сторону от Солнца, формируя обычный хвост. А вот более крупные пылевые частицы размером более 10 микрон могут продолжать лететь к Солнцу на расстояния в десятки раз большие. На этих масштабах антихвост, если 3I/ATLAS — природная комета, должен состоять только из пыли, без газа.
Это создаёт чёткий критерий для проверки природы объекта: если это естественная комета, то в её антихвосте не должно быть потока газа дальше 5000 километров от ядра.
Однако если выброс создаётся не испарением льда, а чем-то иным, например, технологическим двигателем, то картина меняется. Скорость истечения газа может быть намного выше:
1. Для химических двигателей со скоростью выхлопа около 5 км/с газ мог бы простираться до 25 000 км.
2. Для ионных двигателей со скоростью выброса около 90 км/с газ мог бы достигать расстояния в 100 000 км.
Проверить наличие газа в антихвосте можно, например, отслеживая специфические молекулы, такие как CO2 или CO, вдоль его оси и сравнивая их распределение с рассеянием света на пыли.
Будем надеяться, что необходимые данные будут собраны наземными телескопами, такими как «Кек», VLT или ALMA, или же космическими обсерваториями, такими как SPHEREx или телескоп «Уэбб».
Наука — это путь познания. Лучший способ учиться — наблюдать за природой, а не подгонять её под популярные представления.
- Уважаемые читатели! Мы продолжаем радовать вас интересными и поучительными фактами. А чтобы не пропустить новые публикации канала, подписывайтесь на нашу страницу в Телеграм. Там мы публикуем всё самое необычное, таинственное и загадочное.