Межзвёздный объект

Межзвёздный объект может быть выявлен только если он проходит через Солнечную систему вблизи от Солнца или если он отделился от облака Оорта и начал двигаться по сильно вытянутой гиперболической траектории, не связанной с гравитацией Солнца^[2].

Первым обнаруженным межзвёздным объектом стал гиперболический астероид^[3] 1I/Оумуамуа, пролетевший через Солнечную систему в 2017 году^[4]. Объекты со слабо гиперболическими траекториями уже наблюдались, но траектории этих объектов говорят о том, что они были выброшены из облака Оорта, т. е. образовались в Солнечной системе, а не у другой звезды или в межзвёздной среде.

Современные модели образования облака Оорта показывают, что большинство объектов выбрасывались из него в межзвёздное пространство, и только малая часть оставалась в облаке. Расчёты показывают, что количество выброшенных из облака объектов в 3–100 раз больше тех, что в нём остались^[2]. По другим моделям количество выброшенных объектов составляет 90–99% всех образовавшихся там объектов^[5] и нет никаких оснований полагать, что в других звёздных системах образование объектов происходит по каким-либо иным механизмам, исключающим подобное рассеивание^[1].

Межзвёздные объекты должны время от времени проходить через внутреннюю часть Солнечной системы^[1], они должны подходить к Солнечной системе с различными скоростями, преимущественно из области созвездия Геркулеса, поскольку Солнечная система движется именно в этом направлении^[6].

Учитывая крайнюю редкость объектов со скоростью движения, превышающей скорость убегания от Солнца (до сих пор обнаружено лишь три таких объекта: 1I/Оумуамуа, комета 2I/Борисова и 3I/ATLAS), можно сделать вывод, что существует верхний предел плотности объектов в межзвёздном пространстве. Предположительно плотность межзвёздных объектов не может превышать 10¹³ объектов на кубический парсек^[7]. Согласно другим анализам, проведённым LINEAR, верхний предел втрое меньше — находится на уровне в 4,5⋅10⁻⁴ на одну кубическую астрономическую единицу в кубе (3⋅10¹² объектов на кубический парсек)^[2].

В редких случаях межзвёздные объекты могут быть захвачены при прохождении через Солнечную систему и переведены тяготением Солнца на гелиоцентрическую орбиту. Компьютерное моделирование показывает, что Юпитер — единственная планета, которая достаточно массивна для того, чтобы захватить такой объект и перевести его на околосолнечную орбиту, но вероятность подобного захвата — раз в 60 миллионов лет^[7]. Примером такого объекта, возможно, является комета 96P/Махгольца, которая имеет очень необычный химический состав, схожий с составом межзвёздной среды, из которой она и могла образоваться^[8].

Восемь гиперболических комет являются хорошими кандидатами на статус межзвёздных объектов, поскольку все они имеют V∞ <-1,5 км/с: C/1853 R1 (Брунса), C/1997 P2 (Spacewatch), C/1999 U2 (SOHO), C/2002 A3 (LINEAR), C/2008 J4 (Макнота), C/2012 C2 (Брюэнье), C/2012 S1 (ISON) и C/2017 D3 (ATLAS)^[9]. Если эти данные подтвердятся, то астероид Оумуамуа потеряет статус первого межзвёздного объекта, уступив его комете C/1853 R1, открытой К. Брунсом в 1853 году^[10].

Некоторые футуристы возлагают на эти объекты большие надежды, связанные с межзвёздными путешествиями. По их мнению, к такому объекту может быть пристыкована небольшая первичная база, которая в дальнейшем будет его использовать как источник топлива для управляемого термоядерного синтеза, источник рабочего тела для ионных двигателей, источник стройматериалов для космического строительства на месте и т. д., избавляя от необходимости разгонять всю эту колоссальную массу. Разумеется, для этого необходимо, чтобы объект летел в требуемом направлении хотя бы «с точностью до созвездия». Несомненно, это будет «полезное приобретение», так как с точки зрения эффекта Оберта такое небесное тело можно рассматривать как заранее разогнанное топливо и заранее разогнанную дополнительную ступень, что повышает эффективность суммарной системы экспоненциальным образом. Сложности тоже очевидны: необходимость дальнего обнаружения, экспресс-анализа состава и параметров траектории, а также необходимость десятилетиями ожидать пролёта такого объекта в допустимом диапазоне направлений, сохраняя при этом полную готовность к срочному сходу с околоземной орбиты ожидания и вылету на стыковку.

За всю историю науки по состоянию на 2025 год Солнечную систему посещали 3 достоверно известных межзвёздных объекта, полёт которых наблюдался астрономами: гиперболический астероид 1I/Оумуамуа (в 2017 году) и две межзвёздные кометы — 2I/Борисова (в 2019 году) и 3I/ATLAS (в 2025 году). Кроме того, предполагается, что два метеорита, упавшие на Землю в 2014 и 2017 годах, также могли прилететь из межзвёздного пространства.

1I/Оумуамуа — первый обнаруженный межзвёздный объект, посетивший Солнечную систему^[4]. Согласно расчётам, он прошёл через перигелий своей орбиты 9 сентября 2017 года на минимальном расстоянии 0,256 а. е. (38,3 млн км) от Солнца, а 14 октября пролетел на расстоянии 0,162 а. е. (24 млн км) от Земли^[3]. Оумуамуа был открыт Робертом Уэриком 19 октября 2017 года на основе данных одного из обзорных телескопов системы Pan-STARRS^[11][3]. Таким образом, на момент открытия объект уже прошёл перигелий и удалялся от Солнца и Земли, находясь на расстоянии 0,22 а. е. (33 млн км) от последней^[11].

Оумуамуа имеет высокую плотность, состоит из горных пород и, возможно, металлов, не содержит воды (в том числе в виде льда) и не проявлял никаких признаков кометной активности, даже во время прохождения перигелия^[4]. Поэтому он был классифицирован как гиперболический астероид^[3].

Наблюдения показывают, что Оумуамуа блуждал по Галактике сотни миллионов лет, пока случайно не встретился с Солнечной системой^[4]. Около 100 лет назад, 25 декабря 1919 года, он находился на расстоянии примерно 551,63 а. е. (82,5 млрд км) от Солнца и двигался с гелиоцентрической скоростью 26,47 км/с в его направлении^[12]. Астероид продолжал ускоряться, пока не достиг в перигелии орбиты максимальной скорости, равной 87,3 км/с^[11] (по другим данным, 87,7 км/с^[13]).

Комета 2I/Борисова — второй обнаруженный межзвёздный объект и первая известная межзвёздная комета, прошедшая через Солнечную систему. Она была открыта 30 августа 2019 года крымским астрономом-любителем Геннадием Борисовым. После первой недели наблюдений, проведённых астрономами по всему миру, была вычислена траектория объекта и подтверждено, что он прилетел из-за пределов Солнечной системы^[14]. Комета прошла перигелий орбиты 8 декабря 2019 года, приблизившись к Солнцу на минимальное расстояние 2 а. е. (300 млн км)^[15].

Согласно расчётам, примерно 100 лет назад, 25 декабря 1919 года, комета Борисова находилась на расстоянии примерно 685,39 а. е. (102,5 млрд км) от Солнца и двигалась с гелиоцентрической скоростью 32,33 км/с в направлении Солнечной системы^[12]. К моменту прохождения перигелия комета разогналась под действием тяготения Солнца до 43,9 км/с^[16].

Наблюдения космического телескопа «Хаббл» показали, что, в отличие от Оумуамуа, внутренняя часть кометы Борисова представляет собой рыхлое скопление льдов и частиц пыли. Кроме того, её ядро было окружено кометной комой — газово-пылевым облаком, образующимся вследствие нагрева и сублимации льдов в ядре под действием солнечного тепла. В марте 2020 года телескоп «Хаббл» обнаружил признаки откола фрагмента кометы^[14].

3I/ATLAS — это третий обнаруженный межзвёздный объект и вторая межзвёздная комета, посетившая Солнечную систему. Она была открыта 1 июля 2025 года одним из телескопов системы ATLAS, расположенным в Чили. 29 октября 2025 года она пройдёт перигелий своей орбиты, приблизившись к Солнцу на минимальное расстояние, равное 1,356 а. е. (около 203 млн км)^[17], а 19 декабря пролетит на минимальном расстоянии от Земли, равном около 1,8 а. е. (270 млн км)^[18][19][20].

Наблюдения космического телескопа «Хаббл» и некоторых наземных телескопов подтверждают наличие у 3I/ATLAS ледяного ядра, протяжённой газово-пылевой комы и небольшого кометного хвоста^[20][21][22]. Траектория кометы указывает на то, что она прилетела из толстого диска Галактики и, скорее всего, образовалась в системе звезды, которая значительно старше Солнца^[23][24][25]. Возраст кометы может превышать 7 млрд лет, что делает её самой старой из когда-либо наблюдавшихся комет^[23][24]. Спектроскопические наблюдения 3I/ATLAS обнаружили большое количество воды в её коме, что подтверждает происхождение кометы из древней околозвёздной системы с низкой металличностью^[26][27][28].

8 января 2014 года метеорит CNEOS 2014-01-08 (IM1) диаметром менее полуметра вошёл в атмосферу Земли над Папуа — Новой Гвинеей со скоростью 60 км/с, что намного больше, чем у небесных тел, движущихся по орбитам внутри Солнечной системы. Астрономы из Гарвардского университета заинтересовались этим метеоритом в 2019 году, и проведённые ими расчёты показали, что с вероятностью 99% этот объект является межзвёздным. Однако соответствующая статья из базы arXiv.org так и не прошла экспертную оценку и не была опубликована ни в одном из научных журналов. Тем не менее, в 2022 году Космическое командование ВВС США заявило, что анализ 2019 года был «достаточно точен, чтобы подтвердить межзвёздную траекторию». Это подтверждение делает метеорит 2014 года первым известным межзвёздным объектом, который на памяти человечества когда-либо прилетал в Солнечную систему^[29][30][31].

В 2022 году было объявлено об открытии второго межзвёздного метеорита — CNEOS 2017-03-09 (IM2), вошедшего в атмосферу Земли в 2017 году недалеко от Португалии^[32][33]. CNEOS 2017-03-09 (IM2), был в 10 раз массивнее, чем IM1 и имел диаметр примерно 1 м. Он двигался со скоростью 40 км/с (по сравнению с 60 км/с у IM1) относительно локального стандарта покоя, что существенно превышает средние относительные скорости звёзд в окрестностях Солнечной системы.

Оба метеорита — IM1 и IM2 — распались низко в атмосфере Земли, несмотря на их необычно высокие скорости. Оценки их прочности (194 МПа для IM1 и 75 МПа для IM2, у железных метеоритов максимальный предел прочности составляет 50 МПа) на основе высоты их взрыва в атмосфере показывают, что они состояли из тугоплавких металлов, прочнее железа (это даже породило версию, что они могут являться искусственными межзвёздными зондами). Для метеоритов из Солнечной системы подобная прочность нехарактерна: так, в каталоге Центра изучения околоземных объектов NASA (CNEOS) из 273 метеоритов IM1 и IM2 заняли первое и третье место по прочности. К местам падения IM1 и IM2 планируются экспедиции, которые займутся поиском возможных остатков от них^[33].