ЗАГАДКА РАСПАВШЕЙСЯ КОМЕТЫ: УДАЛОСЬ ЛИ ВЫЖИТЬ ОСКОЛКУ?

Судьба кометы, которая должна была близко подойти к Земле, остается загадкой спустя пять лет после её драматичного разрушения во внутренней части Солнечной системы. Однако некоторые астрономы полагают, что её фрагмент всё ещё может существовать.

В начале 2020 года ученые обнаружили ледяную странницу, известную как C/2019 Y4 (ATLAS), и предсказали, что она подарит небесное шоу, способное скрасить всем lockdown из-за COVID-19: комету можно будет увидеть невооруженным глазом, когда она пройдет на расстоянии 23 миллионов миль (37,5 млн км) от Солнца — это примерно четверть дистанции от Земли до нашей звезды. Но затем комета распалась на десятки частей, оставив наблюдателей ни с чем, а астрономов — в недоумении: осталось ли вообще что-то существенное от нашего несчастного ледяного гостя?

Команда под руководством Сальваторе А. Кордовы Кихано из Бостонского университета надеялась найти ответ, просканировав небо осенью 2020 года. Согласно их недавней статье в The Astronomical Journal, существует вероятность, что обломок кометы шириной в полкилометра всё ещё находится на орбите и сейчас уходит обратно в холодную тьму внешней Солнечной системы.

Пропавшие останки всё ещё могут быть там

Кордова Кихано и его соавторы Куаньчжи Е и Майкл С. П. Келли исследовали небо в августе и октябре 2020 года в поисках любых следов останков кометы, но безуспешно. Наблюдения с помощью телескопа Лоуэлла (4,3-метровый телескоп в Аризоне) и ночные снимки с аппарата Цвикки (который сканирует северное небо каждые две ночи в поисках меняющихся или кратковременных объектов, таких как кометы и сверхновые) не дали результатов. Но это не значит, что от C/2019 Y4 ничего не осталось; это может означать лишь то, что уцелевший фрагмент меньше половины километра в поперечнике — предела чувствительности этих телескопов.

Помимо разгадки интригующей астрономической тайны, новое исследование C/2019 Y4 проливает свет на то, что происходит, когда кометы распадаются под воздействием жара вблизи Солнца, а также дает возможность изучить тысячелетний упадок древнего семейства комет (согласно исследованию 2021 года, C/2019 Y4 может быть осколком более крупной кометы, распавшейся тысячи лет назад).

«Неопределенная судьба C/2019 Y4 ставит интригующий вопрос, — пишут астрономы в своем исследовании. — Сколько предположительно разрушенных комет действительно полностью уничтожены, и могли ли некоторые из них выжить в виде уменьшенного, неактивного ядра?»

В случае с C/2019 Y4 ответ на второй вопрос может быть положительным: вполне возможно, что фрагмент кометы шириной менее полукилометра всё ещё повторяет долгий путь вокруг Солнца, проложенный когда-то его более крупным «прародителем».

Драматическая предыстория

Комета C/2019 Y4 ATLAS была лишь тусклым пятнышком света вдалеке, когда астрономы из системы Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System впервые заметили её в декабре 2019 года. В начале 2020 года комета начала стремительно набирать яркость, приближаясь к внутренней части Солнечной системы. Астрономы с воодушевлением предсказывали, что к моменту максимального сближения с Землей в конце мая её можно будет увидеть невооруженным глазом.

А затем, как и многие из нас во время пандемии, C/2019 Y4 в конце апреля 2020 года внезапно развалилась на части.

После распада астрономы с помощью «Хаббла» и других обсерваторий отслеживали около двух десятков обломков разрушенной кометы, которые, судя по всему, группировались в четыре основных скопления ледяных осколков. Однако позже одно из скоплений оказалось ошибкой данных, а другое просуществовало всего несколько дней, прежде чем полностью рассеяться. В итоге остались два скопления, обозначенные как фрагмент А и фрагмент В.

Последний раз астрономы видели какой-либо осколок ледяных обломков C/2019 Y4 8 июня 2020 года на снимках космического аппарата STEREO — через девять дней после максимального сближения кометы с Солнцем. В тот момент ядро кометы выглядело «полностью разрушенным», пишут Кордова Кихано с коллегами. Главный вопрос — что случилось с ядром после этих наблюдений.

К настоящему времени от фрагмента А, вероятно, осталось лишь медленно расширяющееся облако газа и, возможно, несколько пылинок. Уже за первые три дня после распада куски бывшего ядра, составлявшие фрагмент А, потеряли около 70% своей массы (лед сублимирует, а мелкие куски — быстрее крупных).

Перед перигелием, в конце мая 2020 года, самый крупный кусок фрагмента B имел ширину около 0,75 мили (1,2 км). К моменту наблюдений Кордовы Кихано и его коллег в конце августа и середине октября 2020 года стало ясно, что «фрагмент B претерпел дальнейшую крупную дезинтеграцию», однако точные масштабы до сих пор не ясны. Ученые не смогли обнаружить ни следа фрагмента B в данных Лоуэлла и Цвикки. Это может означать либо то, что от него ничего не осталось, либо то, что сохранившийся осколок имеет ширину менее полукилометра.

«По имеющимся данным мы не можем сделать вывод о том, существуют ли какие-либо крупные фрагменты», — пишут они. — «Наблюдавшиеся события распада порождали долгоживущие осколки диаметром до 0,3 км, что меньше нашего порога обнаружения».

Как поймать следующую

Для астрономов драматичный распад C/2019 Y4 стал редким шансом наблюдать гибель кометы. До сих пор им удавалось запечатлеть это зрелищное явление всего несколько раз: три подтвержденных случая и четыре лишь предполагаемых. О судьбе этих четырех комет после распада почти ничего неизвестно — например, выжили ли крупные обломки и смогли ли они выбраться из раскаленной внутренней Солнечной системы. По словам Кордовы Кихано и его коллег, это связано прежде всего с отсутствием дальнейших наблюдений, которые могли бы подтвердить участь этих комет.

Исследователи отмечают, что примерно через два-три месяца после того, как каждая комета проходила «за» Солнцем с нашей точки зрения и снова появлялась, телескопам было бы гораздо проще её наблюдать. Это было бы идеальное время для поисков уцелевших фрагментов — или подтверждения их отсутствия. Такие наблюдения позволили бы не только подтвердить гибель комет, но и понять, способны ли мелкие осколки разрушенных ядер продолжать обращаться вокруг Солнца, превратившись в мини-кометы.

«В случае с C/2019 Y4 глубокий поиск сразу после соединения с Солнцем (например, сразу же после первоначального поверхностного поиска в начале августа 2020 года) мог бы окончательно определить состояние остатка», — пишут они в своей недавней статье. «Аналогичным образом, целенаправленные глубокие исследования помогли бы прояснить ситуацию с другими тремя кометами и дали бы понимание динамики разрушения комет».

Для C/2019 Y4 проводить такие наблюдения уже слишком поздно, однако данное исследование служит предупреждением для астрономов: в следующий раз, когда комета начнет разваливаться на пути через внутреннюю Солнечную систему, нужно быть готовыми к подобным поискам.

Новые гипотезы и будущие миссии

Сегодня, пять лет спустя, комета C/2019 Y4 (ATLAS) официально считается уничтоженной, однако вопрос, заданный Кордовой Кихано, остаётся открытым. Некоторые его коллеги полагают, что фрагмент B мог не просто выжить, но и «законсервироваться». Оказавшись вновь в холодных областях за орбитой Юпитера, водяной лёд перестал бы сублимировать, а пылевая корка на поверхности ядра — защищать его от солнечного жара. Такой объект стал бы практически невидимым для наземных телескопов: тусклым, инертным, похожим на астероид.

Если эта гипотеза верна, то через несколько десятилетий, когда комета вновь приблизится к Солнцу (её орбитальный период составляет, по разным оценкам, несколько тысяч лет), она может «ожить». Лёд под поверхностью снова начнёт испаряться, создавая кому и хвост. Таким образом, будущие поколения астрономов увидят «ту же самую» комету, которая, как считалось, погибла в 2020 году.

Эта история подчёркивает, насколько хрупкими и непредсказуемыми могут быть ледяные странники. Она также демонстрирует, что даже «провалившиеся» наблюдения важны: отсутствие сигнала в телескопах Лоуэлла и Цвикки само по себе является ценным результатом, установившим верхний предел размера потенциального выжившего осколка.

Возможно, ключ к разгадке дадут новые инструменты, такие как космический телескоп «Джеймс Уэбб» или строящаяся обсерватория имени Веры Рубин. Их чувствительность позволит либо обнаружить крошечную движущуюся точку на окраинах Солнечной системы, либо окончательно подтвердить, что от кометы ATLAS не осталось ничего, кроме облака рассеянной пыли. В любом случае, как пишут авторы исследования, каждый распад кометы — это не конец истории, а начало нового расследования.