«Большое видится на расстоянье»: астрономы уточнили размер ядра кометы 3I/ATLAS
Астрономы из Университета Кентербери в Новой Зеландии оценили размер третьего межзвездного объекта 3I/ATLAS, который недавно прошел перигелий. Исследователи использовали данные о негравитационном ускорении небесного тела и сопоставили их с темпами потери массы. Расчеты показали, что диаметр ядра кометы составляет около одного километра. Препринт работы опубликовали на сайте arXiv.org.
По мере приближения к Солнцу траектория межзвездного объекта 3I/ATLAS начала отклоняться от той, которую предсказывают законы небесной механики при учете только гравитации. Такое явление называют негравитационным ускорением. Оно возникает, когда летучие вещества на поверхности ядра нагреваются и переходят в газообразное состояние. Газ покидает поверхность и уносит с собой пыль, что создает реактивную тягу и меняет скорость движения кометы.
Джон Форбс и Харви Батлер решили использовать этот эффект для взвешивания объекта. Идея метода заключается в законе сохранения импульса. Негравитационное ускорение зависит от того, сколько вещества теряет комета и с какой скоростью это вещество выбрасывается. Если ученые знают величину ускорения и темпы потери массы, они могут вычислить массу самого ядра. А через массу и предполагаемую плотность можно найти и физический размер объекта.
Авторы работы взяли за основу модели траектории, которые учитывают «запаздывание» ускорения, предложенные группой Т. Юбэнкса. Эти данные они объединили с результатами наблюдений космических и наземных телескопов, таких как «Джеймс Уэбб», SPHEREx, ALMA и TRAPPIST-North. Спектральный анализ показал, что основным драйвером ускорения выступает углекислый газ, особенно во внутренней части Солнечной системы.
Для расчетов физики приняли несколько допущений. Они установили среднюю плотность ядра на уровне 0,5 грамма на кубический сантиметр, а скорость истечения газов приравняли к тепловой скорости. Также в уравнения ввели коэффициент асимметрии выбросов, равный 0,5. Этот параметр показывает, насколько неравномерно газ покидает поверхность. Если бы выбросы шли во все стороны одинаково, ускорение было бы нулевым, а если бы били одной струей, как из сопла ракеты, ускорение было бы максимальным.
Итоговая модель показала, что диаметр ядра 3I/ATLAS находится в диапазоне от 820 до 1050 метров. Этот результат хорошо согласуется с ограничениями, которые ранее наложил космический телескоп «Хаббл».
При этом стандартная модель ускорения от Лаборатории реактивного движения (JPL) показала худшую сходимость с наблюдаемыми лимитами потери массы. Модель JPL не смогла одновременно удовлетворить верхним пределам выброса по данным «Джеймса Уэбба» и нижним пределам по данным TRAPPIST-North.
Полученные размеры зависят от выбранных параметров плотности и асимметрии. Если комета окажется плотнее или выбросы будут более симметричными, реальный размер может отличаться. Однако текущая оценка в один километр выглядит наиболее правдоподобной и увязывает между собой астрометрические данные о движении объекта и физические данные о его составе и активности.
Ранее в антихвосте межзвездной кометы обнаружили колеблющиеся джеты.
На обложке фото 3I/ATLAS, сделанное телескопом Gemini North. Источник: Wikimedia. Стихотворение Есенина цитируется по оригиналу, сохранена авторская орфография.
Самое популярное
