Астрономы нашли звёзды, с которых могла прилететь межзвёздная комета Оумуамуа

Рассмотрев семь миллионов кандидатов, учёные выбрали четыре светила, которые могли быть родиной межзвёздной кометы Оумуамуа. О достижении сообщает научная статья, препринт которой опубликован на сайте arXiv.org группой во главе с Корином Бэйлером-Джонсом (Coryn Bailer-Jones) из Института астрономии имени Макса Планка в Германии.

Напомним, что Оумуамуа стал первым замеченным объектом, движущимся через Солнечную систему "транзитом". Комету открыли в конце 2017 года. Спустя некоторое время её стали считать астероидом, поскольку в телескопы не было заметно газовых струй, истекающих с поверхности тела, этого характерного признака комет.

Как уточняет релиз Общества Макса Планка, уже тогда были предприняты попытки рассчитать траекторию Оумуамуа и выяснить, из какой звёздной системы она к нам пожаловала. Однако учёные не нашли правдоподобных вариантов.

Одной из причин такой неудачи стал тот факт, что объект, как позже выяснилось, всё-таки является кометой. Газовые струи, хотя и незаметные в телескоп, придают ему дополнительное ускорение, и без учёта этого фактора невозможно правильно определить, как и откуда движется Оумуамуа. Команда Бэйлера-Джонса учла эту движущую силу в своих расчётах.

Для выбора нужных звёзд астрономы использовали второй релиз данных космического телескопа Gaia, вышедший в апреле 2018 года. Для 1,3 миллиарда звёзд он содержит данные о расстоянии до них и движении по небу. Ещё для семи миллионов светил измерена так называемая лучевая скорость. Это компонент скорости, направленный вдоль линии "звезда – наблюдатель". Данные о лучевых скоростях ещё 220 тысяч кандидатов авторы позаимствовали из работ предшественников.

Расстояние до звезды, скорость её движения по небу и лучевая скорость, взятые вместе, позволяют восстановить трёхмерную картину перемещения звезды по Галактике. Это важно, поскольку Оумуамуа находится в пути как минимум несколько миллионов лет. Её родину следует искать не среди звёзд, которые сегодня находятся на её предполагаемой траектории, а среди светил, которые были там в расчётное время.

"Gaia – мощная "машина времени" для подобных исследований, поскольку она обеспечивает [информацию] не только о положении звёзд, но и об их движении", – объясняет Тимо Прусти (Timo Prusti) из Европейского космического агентства, не участвовавший в исследовании.

Кроме того, нужно, чтобы комета двигалась относительно светила достаточно медленно. Наиболее вероятные механизмы "выброса" кометы из родительской системы – это гравитационный "пинок" со стороны гигантской планеты или двойной звезды. Но при этом тело не может разогнаться слишком уж сильно.

На первом этапе астрономы приняли упрощённую модель: они считали, что в межзвёздном путешествии Оумуамуа не испытывал действия никаких сил. Как известно из школьного курса физики, в этом случае тело движется равномерно и прямолинейно. Такое же движение предполагалось и для звёзд. Конечно, ввиду заведомо введённой неточности авторы рассматривали не строгую прямую, а достаточно широкий "коридор". Это позволило им предварительно отобрать 4500 кандидатов.

На втором этапе авторы уточнили модель, рассмотрев суммарное действие гравитационных сил со стороны Галактики. Это позволило им отсеять почти все "прошедшие первый тур" светила и остановиться на четырёх звёздах.

Анимация выше иллюстрирует относительное движение Солнца (жёлтый кружок), кометы (синий кружок) и одной из отобранных исследователями звёзд (красный кружок, повторённый много раз). Время измеряется в тысячах лет, расстояние в парсеках. Два графика показывают движение по двум осям.

Все четыре кандидата являются карликами с массами как у Солнца или меньше. Каждая из них в своё время подходила достаточно близко к предполагаемой траектории Оумуамуа. Эти рандеву состоялись от одного до семи миллионов лет назад.

Ближе всех оказалось светило HIP 3757. Около миллиона лет назад оно находилось в 1,96 светового года от линии движения кометы. Ввиду того, что гравитационное воздействие со стороны Галактики можно учесть лишь приблизительно, это вполне допустимая погрешность. Неприятнее тот факт, что межзвёздный скиталец движется относительно HIP 3757 со скоростью в 25 километров в секунду. "Выброс" кометы с такой скоростью маловероятен, хотя и возможен.

Следующий кандидат, HD 292249, сближался с траекторией Оумуамуа 3,8 миллиона лет назад. Это свидание было не таким близким, как у HIP 3757, зато относительная скорость у звезды меньше: всего 10 километров в секунду.

Ещё два светила по скорости и минимальному расстоянию занимают промежуточные позиции между HIP 3757 и HD 292249. Они встречались с предполагаемой траекторией Оумуамуа 1,1 и 6,3 миллиона лет назад, соответственно.

Насколько сейчас известно астрономам, ни одна из этих четырёх звёзд не является двойной, планет у них тоже не обнаружено. Поэтому пока не понятно, как они могли бы исторгнуть комету на просторы космоса. Впрочем, ни одно из этих светил и не подвергалось тщательному исследованию на предмет наличия планет или второго компаньона. Возможно, будущие наблюдения прояснят дело.

Авторы также обращают внимание, что список потенциальных кандидатов не исчерпывается этими четырьмя. Возможно, былой дом Оумуамуа не попал в число семи миллионов звёзд, для которых Gaia уже определила лучевые скорости. Третий релиз данных, выход которого намечен на 2021 год, охватит такими измерениями в десять раз больше светил. Не исключено, что именно тогда и выяснится истинная родина скитальца.

Напомним, что "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) ранее писали о том, что на поверхности Оумуамуа обнаружена органика. Также мы рассказывали о других кандидатах в межзвёздные объекты и об астероиде, предположительно доставшемся Солнцу от другой звезды.