В межзвёздной комете Борисова обнаружена вода

При помощи космической обсерватории Swift учёные впервые зафиксировали потери воды межзвёздной кометой, когда она приблизилась к Солнцу и обогнула его.
Объект 2I/Борисов пролетел через Солнечную систему в конце 2019 года.

"Комета Борисова определённо не вписывается ни в один класс комет Солнечной системы, но она также не выделяется среди них ничем особенным, - сообщил Зекси Синь, аспирант Гонконгского университета и Обернского университета в Алабаме, руководивший исследованием. - Однако есть известные кометы, которые имеют хотя бы одно из её свойств".

Кометы - это глыбы из замёрзших газов, смешанных с пылью, которые иногда называют "грязными снежными комами". По оценкам учёных, вокруг Солнца могут вращаться сотни миллиардов таких тел.
Однако, судя по скорости и расчётной траектории кометы Борисова, она прилетела из-за пределов Солнечной системы.
Эта комета является вторым известным межзвёздным гостем, обнаруженным через два года после посещения Солнечной системы первым подобным объектом под названием Оумуамуа.

Комета была обнаружена астрономом Геннадием Борисовым 30 августа 2019 года, за четыре месяца до того, как она приблизилась к Солнцу.
Ранняя идентификация дала космическим и наземным обсерваториям время для подробных наблюдений.
В октябре учёные с помощью обсерватории Апач-Пойнт (Apache Point) в штате Нью-Мексико обнаружили первый намёк на содержание воды в комете.
В последующие месяцы космический телескоп Хаббл регулярно фотографировал комету Борисова, которая неслась со скоростью около 161000 км в час.

При приближении любой кометы к Солнцу замёрзшие вещества на её поверхности, например, углекислый газ, нагреваются и переходят в газообразное состояние.
Когда комета оказывается в пределах 370 миллионов километров от Солнца, начинает испаряться вода.
Синь и его коллеги подтвердили наличие воды в испарениях вокруг объекта и измерили её флуктуации с помощью ультрафиолетового излучения.

Когда солнечный свет расщепляет молекулы воды, одним из фрагментов является гидроксил - молекула, состоящая из одного атома кислорода и одного атома водорода.
Космическая обсерватория Свифт (Swift) фиксирует ультрафиолетовый свет, испускаемый гидроксилом, с помощью своего ультрафиолетового и оптического телескопа (UVOT).
В период с сентября по февраль команда Синя произвела шесть наблюдений за кометой Борисова с помощью обсерватории Свифт. Они зафиксировали 50-процентное увеличение количества гидроксила и, следовательно, воды, произведённой кометой Борисова с 1 ноября по 1 декабря, когда объект находился всего в семи днях пути до максимального сближения с Солнцем.

На пике своей активности Борисов сбрасывал 30 литров воды в секунду, этого достаточно, чтобы наполнить ванну примерно за 10 секунд.
За время своего путешествия по Солнечной системе комета потеряла почти 230 миллионов литров воды - этим количеством можно заполнить более 92 бассейнов олимпийских размеров.
По мере удаления от Солнца потери воды в Борисове уменьшались, причём быстрее, чем у любой кометы, наблюдавшейся ранее. По словам Синя, это могло быть вызвано целым рядом факторов, в том числе поверхностной эрозией, изменениями во вращении и даже фрагментацией.
И правда, данные от Хаббла и других обсерваторий показывают, что в конце марта от кометы откололись фрагменты.

"Мы рады, что быстрое время отклика телескопа Свифт и возможности наблюдений в ультрафиолетовом диапазоне отразили эти показатели испарения воды, - говорит соавтор Деннис Бодевиц, доцент кафедры физики в Оберне. - Обычно мы выражаем количество других молекул, обнаруженных в кометах, в виде отношения к количеству воды. Это даёт очень важный контекст для других наблюдений".

Измерения Свифтом потерь воды кометой помогли команде рассчитать, что минимальный размер Борисова составляет примерно 0,74 километра в поперечнике.
По оценкам специалистов, по меньшей мере с 55% поверхности Борисова при приближении к Солнцу активно сбрасывался материал. Это примерно в 10 раз больше активной площади большинства наблюдаемых комет Солнечной системы.
Борисов отличается от комет Солнечной системы и другими аспектами. Например, астрономы, работающие с Хабблом и Атакамским большим миллиметрово-субмиллиметровым массивом (радиотелескопом в Чили), обнаружили, что Борисов производит самый высокий уровень окиси углерода, когда-либо наблюдавшийся у комет на таком расстоянии от Солнца.

Однако у Борисова есть и некоторые общие черты с кометами Солнечной системы. Увеличение выбросов воды по мере приближения к Солнцу было похоже на поведение ранее наблюдавшихся объектов.
Кроме того, Синь и его команда обнаружили, что по обилию других молекул химический состав Борисова напоминает "доморощенные" кометы.
Например, это касается гидроксила и цианогена (соединения, состоящего из углерода и азота), поскольку вблизи Борисова обнаружено небольшое количество двухатомного углерода и амидогена (производное от аммиака).
Примерно 25-30% всех комет Солнечной системы имеют подобные черты.

Но совокупные характеристики Борисова не подходят ни к одному из известных семейств комет. Учёные считают, что это связано с несколько иной эволюцией комет в других планетных системах.

Результаты работы группы учёных опубликованы в выпуске "Астрофизического журнала" (Astrophysical Journal Letters) от 27 апреля 2020 года и доступны в сети Интернет.

Космический телескоп Свифт (Swift) был разработан для изучения гамма-всплесков, самых ярких вспышек во Вселенной.
Но в течение последнего десятилетия Бодевиц использовал его для наблюдения за объектами, пересекающими Солнечную систему. Значительная часть ультрафиолетового излучения поглощается атмосферой Земли, поэтому учёные стараются выявлять сигнатуру гидроксила с помощью космических обсерваторий, расположенных вне атмосферы.
А поскольку Свифт обладает гибкой стратегией наблюдения и быстрым временем реакции (отклика), он способен осуществлять долгосрочный мониторинг новых целей, представляющих интерес для учёных.
Первые пять наблюдений за кометой Борисова состояли из снимков, произведённых UVOT (ультрафиолетовым телескопом на Свифте) в течение 12 часов, а последние наблюдения представляли собой серию изображений, полученных в течение 24 часов.

"Когда создавался этот космический телескоп, мы даже не предполагали, что он внесёт такой вклад в наше понимание планетарной науки, - сказал главный исследователь из команды Swift С. Брэдли Ценко из Центра космических полётов им. Годдарда. - Но это прекрасный пример того, как творчески могут подходить люди к использованию имеющихся возможностей, чтобы делать неожиданные и захватывающие научные открытия".




Источник: https:// www.nasa.gov/ feature/ goddard/ 2020/ nasa-s-swift- mission-tallied-water- from-interstellar-comet-borisov