У 2017 році таємнича комета під назвою «Оумуамуа» розпалила уяву вчених і громадськості. Це був перший відомий гість за межами нашої Сонячної системи, він не мав яскравої коми чи пилового хвоста, як у більшості комет, і мав особливу форму — щось середнє між сигарою та млинцем — і його невеликі розміри більше підходили астероїду, ніж кометі.
Але той факт, що він прискорювався від сонця таким чином, що астрономи не могли пояснити, збентежив вчених, що змусило деяких припустити, що це був інопланетний космічний корабель.
Тепер астрохімік Каліфорнійського університету в Берклі та астроном Корнельського університету стверджують, що таємничі відхилення комети від гіперболічної траєкторії навколо Сонця можна пояснити простим фізичним механізмом, імовірно поширеним серед багатьох крижаних комет: виділенням водню під час нагрівання комети. у сонячному світлі.
Що відрізняло «Оумуамуа» від будь-якої іншої добре вивченої комети в нашій Сонячній системі, так це її розмір: вона була настільки маленькою, що її гравітаційне відхилення навколо Сонця було трохи змінено крихітним поштовхом, який утворювався, коли газ водню виривався з льоду.
Більшість комет — це, по суті, брудні сніжки, які періодично наближаються до Сонця з зовнішньої частини нашої Сонячної системи. Нагріваючись сонячним світлом, комета викидає воду та інші молекули, утворюючи навколо себе яскраве гало або кому, а також хвости газу та пилу. Викинуті гази діють як двигуни космічного корабля, надаючи кометі невеликий поштовх, який дещо змінює її траєкторію від еліптичних орбіт, типових для інших об’єктів Сонячної системи, таких як астероїди та планети.
Коли його виявили, Оумуамуа не мав ні коми, ні хвоста, він був надто малим і надто далеко від сонця, щоб уловити достатньо енергії, щоб викинути багато води, що змусило астрономів шалено міркувати про його склад і те, що виштовхує його назовні. Чи був це водневий айсберг, який виділяв H 2 ? Велика, пухнаста сніжинка, яку штовхнув легкий тиск сонця? Легке вітрило, створене інопланетною цивілізацією? Космічний корабель власним ходом?
Дженніфер Бергнер, доцент кафедри хімії Каліфорнійського університету в Берклі, яка вивчає хімічні реакції, що відбуваються на крижаних каменях у холодному вакуумі космосу, вважає, що може бути простіше пояснення. Вона порушила цю тему з колегою, Даррілом Селігманом, який тепер є доктором Національного наукового фонду в Корнельському університеті, і вони вирішили працювати разом, щоб перевірити це.
«Комета, що подорожує міжзоряним середовищем, в основному готується космічним випромінюванням, утворюючи в результаті водень. Наша думка була такою: якби це відбувалося, чи можна було б затримати його в тілі, щоб, коли він увійде в Сонячну систему і нагріється, він виділить водень?» – сказав Бергнер. «Чи може це кількісно створити силу, необхідну для пояснення негравітаційного прискорення?»
Дивно, але вона виявила, що експериментальні дослідження, опубліковані в 1970-х, 80-х і 90-х роках, показали, що коли на лід потрапляють високоенергетичні частинки, схожі на космічні промені, молекулярний водень (H2) у великій кількості виробляється і затримується всередині льоду . Насправді космічні промені можуть проникати в лід на десятки метрів, перетворюючи чверть або більше води на водень.
«Для комети діаметром кілька кілометрів виділення газів відбуватиметься з дуже тонкої оболонки відносно основної маси об’єкта, тому як за складом, так і з точки зору будь-якого прискорення, ви не обов’язково очікуєте, що це буде помітний ефект», – сказала вона. сказав. «Але оскільки «Оумуамуа» був таким малим, ми вважаємо, що він справді виробляв достатню силу для забезпечення цього прискорення».
Вважається, що комета, яка була злегка червонуватою, мала розміри приблизно 115 на 111 на 19 метрів. Не зважаючи на те, що відносні розміри були досить певними, астрономи не могли бути впевнені щодо фактичного розміру, оскільки він був надто малим і віддаленим, щоб його могли визначити телескопи. Розмір потрібно було оцінити за яскравістю комети та за тим, як яскравість змінювалася під час падіння комети. На сьогодні усі спостережувані в нашій Сонячній системі комети — короткоперіодичні комети, що походять із поясу Койпера, і довгоперіодичні комети з більш віддаленої хмари Оорта — мали діаметр від приблизно 1 кілометра до сотень кілометрів.