Астрономы опубликовали новые снимки межзвёздной кометы 3I/ATLAS, полученные с помощью космического телескопа Хаббл (Hubble Space Telescope) и орбитального зонда Европейского космического агентства JUICE (JUpiter ICy moons Explorer). Эти изображения дают детализированное представление о структуре и поведении объекта, который прибыл в Солнечную систему из межзвёздного пространства и стал вторым изученным межзвёздным телом после 1I/ʻOumuamua.
Обнаружение и происхождение 3I/ATLAS
Комета получила обозначение 3I/ATLAS, где «3I» указывает на третий известный объект межзвёздного происхождения, а «ATLAS» — имя автоматической системы наблюдений, обнаружившей его.
Обнаружение таких объектов крайне редкое. Первым зарегистрированным межзвёздным объектом был астероид 1I/‘Oumuamua в 2017 году. В 2020 году была обнаружена комета 2I/Borisov. 3I/ATLAS стал третьим подтверждённым межзвёздным телом, вошедшим в Солнечную систему.
Кометы такого происхождения имеют гиперболические орбиты, что свидетельствует о том, что они не образовались в пределах Солнечной системы. Скорость и траектория 3I/ATLAS указывают на то, что он пришёл извне и только временно пересекает нашу планетную систему, прежде чем будет окончательно выведен гравитацией Солнца на уносную траекторию.
Новые изображения: Хаббл и JUICE
Снимки Хаббла
Хаббл запечатлел объект с высоким разрешением в оптическом диапазоне, что позволило астрономам рассмотреть ядро и окружающее его газо-пылевое облако (кома) с оптимальным качеством. На этих снимках отчётливо видны:
- ядро кометы — светоотражающая плотная часть комы, вероятно представляющая собой агломерат льда и пыли,
- голова и хвост — области рассеянного материала, выброшенного из ядра под действием солнечного излучения и ветра,
- структуры пылевого хвоста, вытянутые в направлении, противоположном Солнцу.
Снимки Хаббла позволили измерить ориентацию и распространение хвостовых структур с привязкой к положению объекта относительно Солнца и Земли в момент наблюдения. Удалось получить количественные оценки яркости комы и распределения частиц в хвосте.
Наблюдения зонда JUICE
Орбитальный аппарат JUICE, находящийся в районе Юпитера, также получил серию изображений 3I/ATLAS, хотя и с другой точки зрения — с расстояния, близкого к орбите планеты. Эти снимки служили для:
- уточнения положения и движения кометы относительно орбитальных объектов Солнечной системы,
- получения дополнительных данных о структуре хвоста в инфракрасном диапазоне,
- проверки модели распространения пыли и газа в условиях воздействия больших планетных гравитационных полей.
Сочетание данных Хаббла и JUICE даёт более полное трёхмерное представление о поведении кометы и эволюции её хвоста в ответ на солнечное излучение и взаимодействие с солнечным ветром.
Форма и структура комы и хвоста
Комета 3I/ATLAS проявляет характерные признаки активности, типичные для ледяных тел:
- кома — плотное облако частиц вокруг ядра, образованное при нагревании льдов и сублимации газов под действием солнечного света,
- пылевой хвост — более светлая и широкая структура, содержащая более тяжёлые частицы,
- ионный хвост — узкая, вытянутая струя ионизированных газов, направленная от Солнца под силой солнечного ветра.
Изображения показывают, что хвосты кометы имеют сложную структуру, отражающую взаимодействие ускоренного материала с солнечным ветром, магнитными полями и радиацией.
Анализ яркости хвоста выявляет распределение размеров частиц: более крупные частицы формируют широкий пылевой хвост, тогда как ионизированные газы дают узкий фиолетовый хвост, отклоняемый в сторону от направления движения.
Значение наблюдений
Новые данные важны по нескольким причинам:
- Анализ характеристик межзвёздного материала. 3I/ATLAS переносит информацию о составе и условиях формирования за пределами Солнечной системы. Исследования хвоста и состава комы позволяют получить данные о химическом составе материи, сформировавшейся вокруг другой звезды или в другой части Галактики.
- Сравнение с кометами Солнечной системы. Сопоставление поведения и характеристик 3I/ATLAS с обычными кометами (возникающими в поясе Койпера или облаке Оорта) помогает понять общие и отличительные особенности объектов разного происхождения. Это важно для моделей образования и эволюции малых тел.
- Динамика межзвёздных тел. Отслеживание траектории кометы позволяет уточнить модели движения объектов с гиперболической орбитой и их влияние на гравитационную среду Солнечной системы вблизи крупной планеты, такой как Юпитер.
- Поддержка будущих миссий и наблюдений. Детальное изучение 3I/ATLAS создаёт фундаментальные данные, которые могут быть использованы при планировании будущих целевых миссий к межзвёздным объектам или к объектам с подобными орбитальными характеристиками.
Методы анализа и обработка данных
Исследователи используют:
- многополосную фотометрию для измерения интенсивности света в различных длинах волн,
- спектроскопию для определения химических составляющих комы и хвоста,
- динамическое моделирование движения хвостовых структур под воздействием сил солнечного ветра и радиационного давления,
- компьютерные реконструкции трёхмерной формы хвоста на основе комбинированных снимков с «Хаббла» и JUICE.
Такой комплексный подход позволяет не только визуализировать объект, но и количественно оценивать параметры, такие как скорость выбросов, распределение частиц по размерам, химический состав и взаимодействие с солнечной средой.
Текущее положение и будущие наблюдения
Комета 3I/ATLAS продолжает двигаться по своей орбите, постепенно удаляясь от Солнца. Наблюдения Хабблом, JUICE и другими инструментами поддерживаются в плановом режиме с целью изучения изменений хвостовых структур и активности кометы во времени — как по мере её удаления, так и при изменении угла освещения и влияния гравитационных полей планет.
В ближайшие месяцы и годы планируются дополнительные анализы, включающие обработку спектроскопических данных и сравнение с результатами предыдущих наблюдений межзвёздных объектов.
Заключение
Межзвёздная комета 3I/ATLAS — один из немногих объектов, пришедших в Солнечную систему из межзвёздного пространства. Новые детализированные изображения, полученные Хабблом и зондом JUICE, дают учёным богатый материал для анализа структуры комы, хвостов и распределения частиц.
Сравнение этих данных с данными о кометах, образовавшихся внутри Солнечной системы, помогает установить сходства и различия, определить состав и физические процессы, действующие в кометах различного происхождения, и тем самым расширить наше понимание как локальной, так и галактической среды.
Такой подход делает 3I/ATLAS не просто объектом наблюдений, а важной научной точкой для изучения происхождения и эволюции материальных тел во Вселенной. В дальнейшем наблюдения таких объектов могут дать ключевые ответы на вопросы о распространённости и составе твёрдых тел за пределами нашей планетной системы — и о процессах, формировавших их в других звёздных системах.
Источники:
Статья создана по материалам https://www.space.com/astronomy/comets/interstellar-comet-3i-atlas-caught-on-camera-in-new-images-from-hubble-space-telescope-and-juice-jupiter-probe
