Оумуамуа: первый гость от другой звезды до сих пор не объяснён
Ночью 19 октября 2017 года роботизированный телескоп на вершине Халеакала, спящего вулкана, что возвышается над гавайским островом Мауи, занёс в журнал ещё одно тусклое пятнышко среди тысяч, которые он фиксирует в ясную ночь. Когда астроном Роберт Уэрик сел разглядывать снимки Pan-STARRS1, точка отказалась укладываться в смысл. Она двигалась слишком быстро и по траектории, которую нельзя было замкнуть ни в какую орбиту вокруг Солнца.
Уэрик проверил, проверил снова, затем позвонил коллегам. За считаные дни измерение подтвердилось: объект не принадлежал нашей Солнечной системе. Он влетел из межзвёздного пространства, обогнул Солнце около 9 сентября со скоростью примерно 87 километров в секунду и уже уходил обратно по траектории, которая никогда его не вернёт. Астрономы ждали таких гостей десятилетиями, ведь каждая молодая планетная система должна выбрасывать обломки в галактику, но до той недели ни один не был пойман.
Его едва не упустили. К тому времени, когда Уэрик его нашёл, объект уже удалялся от Земли и быстро тускнел, так что у обсерваторий оставались считаные недели, чтобы собрать всё возможное. Его занесли в каталог как 1I/2017 U1: цифра и буква отмечали первый межзвёздный объект в записях, а команда первооткрывателей дала ему гавайское имя, которое перевела как разведчик или посланник, протянувший руку из далёкого прошлого: Оумуамуа.
Даже в крупнейшие телескопы он оставался лишь точкой света, слишком малой и далёкой, чтобы разрешиться в диск, поэтому его форму приходилось читать по тому, как менялась яркость. А менялась она сильно: примерно в десять раз, около двух с половиной звёздных величин, пока объект поворачивался раз в семь-восемь часов. Тело, чьё сияние так возрастает и спадает при вращении, должно быть крайне вытянутым: одна ось по меньшей мере в шесть раз длиннее прочих, а по некоторым оценкам ближе к десяти к одному. Оценки длины колебались от ста до четырёхсот метров. Ничто среди миллионов занесённых в каталоги астероидов и комет нашей системы не имеет такого профиля. Ранние реконструкции рисовали тёмную сигару; более поздний анализ той же кривой блеска склонялся к плоскому ломтику, ближе к диску. Вращался он не чисто вокруг закреплённой оси, а кувыркался, переваливаясь с конца на конец, что обычно указывает на столкновение или бурное происхождение в далёком прошлом.
Цвет его был глубоко красным, тем оттенком, который льды и органические соединения приобретают после долгого облучения космическими лучами, и именно этого ждёшь от тела из глубин пространства. Но никакого другого кометного поведения он не выказал. Не было ни комы, ни хвоста, ни светящейся оболочки газа и пыли. Когда NASA направила инфракрасный глаз космического телескопа Spitzer на его расчётное положение, Spitzer не зарегистрировал ничего - необнаружение, достаточно чувствительное, чтобы ограничить любое пылеобразование лишь струйкой. Для каждого прибора, что его исследовал, Оумуамуа выглядел голым, безжизненным камнем.
Затем пришло измерение, вновь открывшее дело. В июне 2018 года группа под руководством Марко Микели опубликовала в Nature тщательную реконструкцию пути объекта, основанную на наземных данных и на наблюдениях "Хаббла", следивших за ним до января 2018 года. Он уходил не на одной гравитации. Удаляясь, он получал небольшой дополнительный толчок наружу - ускорение около 4,9 миллионных метра в секунду за секунду, слабевшее с расстоянием от Солнца примерно так же, как слабеет сам солнечный свет. По подсчётам группы это было обнаружение примерно в тридцать сигма, статистически настолько твёрдое, насколько вообще бывают измерения в этой области.
Для кометы такой толчок обычен. Солнечный свет обращает лёд в пар, пар вырывается струями, и отдача подталкивает ядро, как очень медленная ракета. Но кометы при этом выдают себя. Убегающий газ вытягивает наружу видимое облако пыли и оставляет химический след, который читают спектрографы. Оумуамуа не дал ничего из этого: ни видимых струй, ни пыли, ни комы, ни углеродных газов там, где Spitzer их обнаружил бы. Под первой трудностью лежит вторая. Чтобы создать такое ускорение выделением газа, объект должен был бы сбросить заметную долю собственной массы паром, и всё же его кувыркание оставалось ровным, тогда как струи, достаточно сильные, чтобы его сдвинуть, должны были заметно изменить вращение.
К весне 2018 года объект был вне досягаемости всех телескопов на Земле и на орбите. Сейчас он уходит наружу, за орбиты внешних планет, и больше никогда не будет наблюдаться. Всё, что кто-либо когда-нибудь узнает об Оумуамуа, собрано примерно за одиннадцать недель приборами, которые для этой задачи не создавались.
С тех пор найдены ещё два межзвёздных гостя. Комета 2I/Борисова, открытая астрономом-любителем Геннадием Борисовым в 2019 году, выглядела совершенно обыкновенно: настоящая кома, настоящий хвост, химия из учебника. Третий объект, комета 3I/ATLAS, был замечен в 2025 году. Обсерватория имени Веры Рубин в Чили, построенная, чтобы обозревать всё южное небо ночь за ночью, должна превратить такие открытия из события раз в десятилетие в рядовые записи каталога.
Выводы и открытые вопросы
Позиция мейнстрима состоит в том, что Оумуамуа был естественным телом, и несколько конкретных природных моделей соперничают за объяснение ускорения без хвоста. Каждая правдоподобна, и каждая призывает нечто, чего никогда не наблюдали напрямую.
Одна теория, предложенная Даррилом Селигманом и Грегори Лафлином, гласит, что Оумуамуа был айсбергом из замёрзшего молекулярного водорода, выделявшим газ столь холодный и прозрачный, что ни один телескоп не мог его увидеть. Это объяснило бы толчок без видимого хвоста. Её слабость в том, что твёрдый водород трудно образовать и ещё труднее сохранить замёрзшим в пути между звёздами, и критики доказывают, что такое тело испарилось бы задолго до прибытия.
Алан Джексон и Стивен Деш доказывали в 2021 году, что это был осколок азотного льда, отколотый от мёрзлой поверхности мира, похожего на Плутон, в другой системе, из того же вещества, что покрывает равнины Плутона. Слабость, отмеченная другими исследователями, - вопрос запаса: в галактике может не хватить плутоноподобных миров или достаточно сильных ударов по ним, чтобы породить обломок такого размера и отправить его в нашу сторону.
Самое экономное предложение появилось в 2023 году, когда Дженнифер Бергнер и Даррил Селигман опубликовали в Nature мысль, что Оумуамуа был обычным водно-ледяным телом, так называемой тёмной кометой, в которой космические лучи превратили поверхностную воду в запертый водород, тихо просачивавшийся, пока Солнце его грело, и снова без пыли. Слабость в том, что механизм, правдоподобный в лаборатории, не наблюдался напрямую в действии ни на одном объекте, а требуемые условия весьма конкретны.
Явно миноритарная позиция, которую отстаивает гарвардский астрофизик Ави Лоэб вместе со своим постдоком Шмуэлем Биали в The Astrophysical Journal Letters, состоит в том, что давление одного лишь солнечного света могло бы объяснить ускорение, будь объект необычайно тонок: лист, быть может, в доли миллиметра толщиной, с большой площадью и ничтожной массой. В природе ничто так не устроено, но человеческие инженеры предлагали именно такую геометрию для светового паруса. Лоэб прямо говорит, что доказательства у него нет, и доказывает лишь, что искусственное происхождение - заброшенный зонд или отброшенный обломок технологии, дрейфующий на свете звёзд, - не следует отвергать по умолчанию. Большинство астрономов эту идею отвергают, и возражения серьёзны: тонкий, как облатка, парус, кувыркающийся раз в восемь часов, должен изгибаться и менять яркость так, как кривая блеска ясно не показывает, а априорная вероятность того, что мёртвый артефакт пройдёт так близко, крайне мала. А поскольку объекта больше нет, никакое прямое свидетельство уже не решит спор ни в ту, ни в другую сторону.
Необъяснённое остаётся узким, но настоящим. Ни одна принятая модель пока не объясняет только наблюдавшимися процессами ускорение такой величины без пыли, без обнаруженного газа и без изменения кувыркания. У предельного отношения осей тоже нет аналога в нашей Солнечной системе.
Отсюда и открытые вопросы. Был ли Оумуамуа необычным объектом или обычным куском межзвёздного мусора, который кажется странным лишь потому, что он единственный, кого мы видели вблизи? Показался бы азотный осколок или водородный айсберг экзотикой, будь у нас сотня примеров для сравнения? Найдёт ли обсерватория Рубин другие тела, ускоряющиеся без хвоста, или это был подлинный выброс из ряда? Честный ответ пока таков: мы не знаем, что прошло через Солнечную систему осенью 2017 года, и одного, недолго наблюдавшегося примера может навсегда не хватить для решения. Он пришёл от другой звезды и унёс свой ответ с собой.