Космические лучи уничтожают даже самые крупные межзвездные объекты

До сих пор нам известно только о двух межзвездных объектах, которые посетили нашу солнечную систему. Это 1I/Оумуамуа и 2I/Борисова. Существует третий возможный межзвездный объект под названием CNEOS 2014-01-08, и исследования показывают, что их должно быть гораздо больше.

Новое исследование показывает, что эрозия космическими лучами ограничивает «срок службы» ледяных межзвездных объектов, и хотя этих объектов может быть гораздо больше, они просто не существуют так долго, как считалось. Если это правда, то «Оумуамуа», вероятно, был значительно больше, когда начинал свое путешествие, где бы оно не началось.

Исследования «Эрозия ледяных межзвездных объектов космическими лучами и последствия для Оумуамуа» доступно на сайте препринта arxiv и еще не прошло рецензирование. Ведущий автор - Во Хонг Мин Фан из Ахенского университета в Германии.

Команда исследователей рассмотрела четыре типа льдов: азот (N2), монооксид углерода (CO), диоксид углерода(CO2) и метан (CH4). Затем они рассмотрели космические лучи в межзвездной среде и их эрозионное воздействие на льды. Они также рассмотрели влияние на межзвездные ледяные объекты столкновения с окружающим газом в межзвездной среде.

В исследовании учитывается множество переменных. Поток лучей может сильно варьироваться, и время эрозии для данного ледяного объекта также может варьироваться в зависимости от силы космических лучей. То же самое верно и для встреч с газом в межзвездном пространстве. Также различные типы льдов разрушаются с разной скоростью.

Мы многого не знаем об Оумуамуа. На самом деле мы почти ничего об этом не знаем. Мы не знаем, из чего он сделан, у нас есть только приблизительные оценки его размера, и мы действительно не знаем, откуда он взялся. Существует мало доказательств, которые могли бы убедительно это доказать.

Но все равно, есть несколько интригующих возможностей.

Предыдущие исследования предполагали, что Оумуамуа может быть фрагментом льда N2 от тела, похожего на Плутон в другой солнечной системе. Этот сценарий дает Оумуамуа, происходящий откуда-то из рукава Персея около 500 миллионов лет назад. В этом сценарии первоначальный размер Оумуамуа составлял бы 10-50 км. Фактический размер в этом диапазоне будет определяться в первую очередь силой космических лучей, которым он подвергался.

Исследователи также посмотрели на это с другой стороны. Если механизмы формирования для разных объектов сообщают нам начальный радиус объекта, то они могут установить пределы расстояния до точки его происхождения в зависимости от скорости объекта. Чем выше скорость объекта, тем больший эффект эрозии от столкновений с газом внутри межзвездного пространства. С другой стороны, чем медленнее движется межзвездный объект, тем больше времени он подвергается воздействию космических лучей, а это означает, что он должен разрушаться быстрее.

Этот вид исследований находится на начальных стадиях. Авторы отмечают, что нам нужно больше знать о различной силе космических лучей в Млечном Пути, чтобы добиться большего прогресса. "Из этого примера также ясно, что более подробное изучение пространственного профиля галактических сред может помочь пролить свет на происхождение объектов, проходящих через солнечную систему", - пишут они.

Мы знаем об Оумуамуа только четыре года. Изучение подобных объектов находится в зачаточном состоянии. Поскольку до сих пор известно только два таких представителя, достоверных данных не так много. По мере того как в ближайшие несколько лет будут доступны такие современные средства наблюдения, как обсерватория Веры Рубин, мы обязательно будем открывать их все больше и больше.

Надеюсь, мы обнаружим их на большем расстоянии и у нас будет больше времени для их изучения. Есть даже разговоры о миссии, которая может посетить межзвездный объект, когда он будет проходит через нашу Солнечную систему.

ЕКА планирует запустить перехватчик комет в 2029 году. Перехватчик должен был припарковаться в точке L2 Солнце-Земля и ждать. Он может сидеть там три года и ждать прибытия достижимой долгопериодической кометы. Тогда его можно было бы отправить для изучения кометы. Если подходящей кометы не появится, то перехватчик можно будет использовать для изучения межзвездных объектов, если появится подходящий. А Инициатива по межзвездным исследованиям инициировала собственную потенциальную миссию к таким объектам под названием Project Lyra. "Лира" - это космический корабль, который можно отправить на межзвездный объект, пролетев мимо Юпитера или используя передовые системы, такие как ядерный двигатель.

Но для планирования и реализации миссий требуется много времени. И многое должно идти правильно. В то же время авторы считают, что лучший способ расширить наши знания - это расширить наше понимание силы космических лучей по всему Млечному Пути. С помощью этого мы могли бы, по крайней мере, лучше понять происхождение межзвездных объектов. Кто знает, чему мы научимся?

Исследователи заканчивают свое исследование следующим: "Было бы интересно включить подробное моделирование распределения космических лучей в галактическом диске, чтобы установить более строгие ограничения на место рождения известных межзвездных объектов, и это могло бы помочь лучше прояснить их происхождение".