2I/Борисов вероятно се формира в изключително студена среда, показват големи количества въглероден окис

Миналата година в нашата слънчева система влезе галактически посетител - междузвездна комета 2I/Борисов. Когато астрономите насочиха големият милиметър/субмилиметровия масив на Атакама (ALMA) към кометата на 15 и 16 декември 2019 г., за първи път те директно наблюдават химикалите, съхранявани в обект от планетарна система, различна от нашата. Това изследване е публикувано онлайн на 20 април 2020 г. в списание Nature Astronomy.

alma

Наблюденията на ALMA от екип от международни учени, водени от Мартин Кординер и Стефани Милам от Центъра за космически полети на Госард в НАСА в Грийнбелт, Мериленд, разкриха, че газът, излизащ от кометата, съдържа необичайно големи количества въглероден окис (CO). Концентрацията на CO е по-висока, отколкото някой е открил във всяка комета на 2 au от Слънцето (в рамките на по-малко от 186 милиона мили или 300 милиона километра) [1]. Концентрацията на CO 2 на Борисов се изчислява между девет и 26 пъти по-висока от тази на средната комета на Слънчевата система.

Астрономите се интересуват да научат повече за кометите, тъй като тези обекти прекарват по-голямата част от времето си на големи разстояния от всяка звезда в много студена среда. За разлика от планетите, вътрешните им композиции не са се променили съществено откакто са родени. Следователно те биха могли да разкрият много за процесите, настъпили по време на раждането им в протопланетни дискове. „Това е първият път, когато някога сме гледали вътре в комета извън нашата слънчева система - казва астрохимикът Мартин Кординер, - и тя е драстично различна от повечето други комети, които сме виждали преди.“

ALMA открива две молекули в изхвърляния от кометата газ: циановодород (HCN) и въглероден оксид (CO). Докато екипът очакваше да види HCN, който присъства в 2I/Борисов в сходни количества с тези, открити в кометите на Слънчевата система, те бяха изненадани да видят големи количества CO. "Кометата трябва да се е образувала от материал, много богат на CO лед, което присъства само при най-ниските температури, открити в космоса, под -420 градуса по Фаренхайт (-250 градуса по Целзий) ", каза планетарният учен Стефани Милам.

„ALMA допринесе за трансформирането на нашето разбиране за същността на кометния материал в нашата собствена слънчева система - и сега с този уникален обект, идващ от нашите съседи. Със сигурност можем да постигнем само безпрецедентната чувствителност на ALMA при дължина на вълната под милиметър за характеризиране на газа, излизащ от такива уникални обекти ", каза Антъни Ремиджан от Националната радиоастрономическа обсерватория в Шарлотсвил, Вирджиния и съавтор на вестника.

Въглеродният окис е една от най-често срещаните молекули в космоса и се намира в повечето комети. И все пак има огромни вариации в концентрацията на CO в комети и никой не знае защо. Част от това може да е свързано с това къде в Слънчевата система се е образувала комета; някои са свързани с това колко често орбитата на кометата я приближава до Слънцето и я кара да освобождава по-лесно изпарените си ледове.

„Ако газовете, които наблюдавахме, отразяват състава на 2I/родното място на Борисов, това показва, че той може да се е образувал по различен начин от нашите комети от Слънчевата система, в изключително студен, външен район на далечна планетарна система“, добави Кординер . Този регион може да се сравни със студения район на ледени тела отвъд Нептун, наречен пояс на Кайпер.

Екипът може само да предположи какъв вид звезда е била домакин на планетарната система на 2I/Борисов. "Повечето от протопланетарните дискове, наблюдавани с ALMA, са около по-млади версии на звезди с ниска маса като Слънцето", каза Кординер. "Много от тези дискове се простират далеч извън региона, където се смята, че са се образували нашите собствени комети, и съдържат големи количества изключително студен газ и прах. Възможно е 2I/Борисов да е дошъл от един от тези по-големи дискове."

Поради високата си скорост, когато е пътувал през нашата слънчева система (33 км/сек или 21 мили/сек), астрономите подозират, че 2I/Борисов е бил изхвърлен от системата-домакин, вероятно чрез взаимодействие с преминаваща звезда или гигантска планета. След това прекара милиони или милиарди години в студено, самотно пътуване през междузвездното пространство, преди да бъде открито на 30 август 2019 г. от астронома аматьор Генадий Борисов.

2I/Борисов е едва вторият междузвезден обект, открит в нашата слънчева система. Първият - 1I/'Oumuamua - е открит през октомври 2017 г., в който момент той вече е бил на излизане, което затруднява разкриването на подробности дали е комета, астероид или нещо друго. Наличието на активна кома от газ и прах около 2I/Борисов го направи първата потвърдена междузвездна комета.

Докато не се наблюдават други междузвездни комети, необичайният състав на 2I/Борисов не може лесно да бъде обяснен и повдига повече въпроси, отколкото отговаря. Типичен ли е съставът му за междузвездните комети? Ще видим ли през следващите години повече междузвездни комети със специфичен химичен състав? Какво ще разкрият те за това как се формират планетите в други звездни системи?

„2I/Борисов ни даде първия поглед върху химията, която оформи друга планетарна система“, каза Милам. "Но само когато можем да сравним обекта с други междузвездни комети, ще научим дали 2I/Борисов е специален случай или всеки междузвезден обект има необичайно високи нива на CO."

Забележка

[1] Една комета, известна като C/2016 R2 (PanSTARRS), която дойде от облака на Оорт, имаше дори по-високи нива на CO от Борисов, когато беше на разстояние 2,8 au от Слънцето.

Националната радиоастрономическа обсерватория е съоръжение на Националната научна фондация, работещо по споразумение за сътрудничество от Associated Universities, Inc.