Век межзвездных пришельцев

В последнее время были открыты уже два межзвездных объекта — комета и астероид, сформировавшиеся вне нашей Солнечной системы. Благодаря новым исследованиям ученые надеются в дальнейшем находить такие объекты чаще. По мнению автора, эти межзвездные странники могут многое рассказать нам об устройстве Вселенной.

Это словно научная фантастика: крошечный мир, образовавшийся у далекой звезды, сам прибыл в наши космические окрестности, чтобы мы его изучили. И тем не менее, это случилось, причем только за последние несколько месяцев уже дважды. А дальше в этом десятилетии будет еще чаще.

Первый известный межзвездный объект — т. е. сформировавшийся за пределами нашей Солнечной системы — был обнаружен в конце 2017 года и получил название 1I/Оумуамуа. Поначалу ученые не знали, что и думать. Времени на исследования было немного — всего через две недели астероид умчался прочь от Земли. Данные о нем фрагментарны. Это был небольшой мир вытянутой формы размером с небоскреб — меньше, чем большинство обычных комет и астероидов. Цвета Оумуамуа была красноватого — рыжие оттенки преобладают в дальней части Солнечной системы, где непрерывный дождь звездного света взаимодействует с молекулами, богатыми углеродом.

Второй же межзвездный путешественник, 2I/Борисов, — однозначно комета, причем очень похожая на те, что формируются на ледяных окраинах нашей собственной системы. Когда кометы приближаются к Солнцу, они «расцветают»: тяжелые ото льда со времен формирования планет нашей Солнечной системы, под нежным теплом нашей звезды они отращивают впечатляющие хвосты газа и пыли. В свете этих пучков сублимирующего пара проступают отпечатки химического состава кометы. Часть замороженных молекул и ионов нам хорошо знакомы — например, аммиак и вода. Их присутствие мы определяем по «потомству», отделенному солнечным светом — дочь аммиака аминогруппа NH2 и сын воды гидроксил OH. У Борисова аналогичный химический состав — это мы выяснили, когда комета приблизилась в прошлом месяце к Солнцу. Борисов близок к нашим кометам и по размеру — чуть меньше километра — и медленной скорости растворения.

Эти межзвездные послы будоражат интерес ученых, потому что образцы, замороженные в хвосте комете, рассказывают о химическом составе ее родного дома. Теперь, благодаря 2I/Борисову, у нас, наконец, появился шанс узнать об окрестностях других звезд из первых рук. Мы уже можем предположить, что кометы в Солнечной системе и за ее пределами формируются под воздействием тех же процессов. Оумуамуа появилась слишком поздно, чтобы изучить ее подробно, однако Геннадий Владимирович Борисов свою однофамилицу обнаружил гораздо раньше, в самом начале ее путешествия через Солнечную систему, и это дало нам месяцы изучения.

Тем не менее, оба объекта виднелись относительно слабо, и это затрудняло их наблюдение и классификацию. По всей видимости, в прошлом таких посетителей было немало, но обнаружить мы их можем лишь сейчас — благодаря технологическим достижениям. Телескопы, которые сканируют небеса в поисках околоземных астероидов и других разнообразных объектов в пределах Солнечной системы, хорошо распознают и межзвездные объекты. Широкоугольные камеры непрерывно фотографируют широкие пласты неба, а программное обеспечение улавливает любые источники бродячего света, определяя новичков. Наше наблюдение становится все точнее, и предстоит еще более глубокий поиск. Телескоп имени Веры Рубин в ходе десятилетнего Магистрального исследования пространства и времени будет снимать все южное небо целиком раз в три ночи. Ставки растут, и астрономы надеются, что это исследование позволит находить межзвездных пришельцев, по крайней мере, раз в год.

Столь высокая частота открытий объясняется тем, что наша галактика кишит крошечными блуждающими мирами. Каждая звезда так или иначе расстается с большинством астероидов и комет, которых сама же производит — в том числе через гравитационные толчки со стороны мигрирующих планет или когда притяжение умирающей звезды на кометы с дальней орбиты ослабевает. Таким образом, наша галактика — не только скопище звезд, а еще бесчисленно множество межзвездных астероидов и комет, причем свой вклад в их триллионы внесла каждая звезда. Всего их во всей галактике 10 в 26 степени или около того. Хотя в своей совокупности эти путешественники составляют лишь малую долю от массы галактики, понять их роль в процессах формирования планет нам еще только предстоит. Исследователи изучают, как эти беглые миры попадают в ловушку там, где рождаются звезды и формируются диски планетных систем. Подобно сверхновым — звездным взрывам — которые рождают новые звезды, жизненные циклы планетарных систем тоже дают начало новым планетам, и этот бесконечный цикл продолжается всю историю галактики.

Но и это еще не все. Сами галактики образуются в результате слияния и переплетения нескольких родительских галактик, некогда разделенных огромными расстояниями. Этот процесс — ключевая часть их эволюции, но мельчайшие детали редко попадают под внимание. Как планетные системы образуются в другой галактике, никто не знает, но будущие межзвездные объекты могут рассказать нам — оставив кусочек размером с островок прямо у нас на пороге.

Благодаря будущим данным мы вплотную подошли к тому, чтобы выработать согласованную теорию о формировании, росте и изменении планетных систем. Доселе астрофизики изучали лишь разрозненные части жизненного цикла системы, пытаясь как-то увязать осколки, отличающиеся по возрасту более чем на миллиард лет, а по массе — на 36 порядков. Образцы из систем за пределами нашей собственной дают шанс получить конкретные экспериментальные данные. В конце концов, с чего мы взяли, что не фантазируем? Даже те скудные данные, что мы собрали об Оумуамуа, оставили целый сонм теорий о ее происхождении. Спустя всего несколько месяцев космический корабль «Новые горизонты» показал, что Аррокот, первичный мир в поясе Койпера, имеет странную форму, теорией не предусмотренную — это контактный астероид из двух аккуратно состыкованных блинов. Если даже наша Солнечная система таит в себе такие чудеса, то что принесет нам следующий межзвездный странник?

Как по мне, появление планетарных осколков, появившихся на свет в другой звезде, говорит нам о том, что мы стоим на пороге революции — начавшегося сотни лет назад сдвига, который в корне изменит наше представление о собственном доме. Так, орбита Плутона показала, что сегодня у Солнечной системы другая форма, чем когда она только сформировалась, а среди экзопланетных систем и вовсе наблюдается дикое разнообразие форм и размеров, мало похожих на нашу. Теперь же мы узнали, что химический состав наших комет отнюдь не уникален. Общность космоса означает, что происходящее здесь каким-то образом связано с тем, что происходит на другом конце нашей галактики — или даже за ее пределами. Воистину мы — часть общей картины.