Tähtienvälinen objekti

Tähtienväliset objektit  ovat kohteita ( komeetat , asteroidit jne.), jotka ovat tähtienvälisessä avaruudessa [1] ja joita ei ole liitetty painovoimalla mihinkään tähteen [2] . Tähtienvälinen esine voidaan havaita vain, jos se kulkee aurinkokuntamme läpi lähellä Aurinkoa tai jos se erottuu Oort-pilvestä ja alkaa liikkua erittäin pitkänomaisella hyperbolisella kiertoradalla, joka ei liity Auringon painovoimaan [2] .

Ensimmäinen tunnistettu tähtienvälinen objekti oli 1I/Oumuamua [1] . Kohteita, joilla on heikosti hyperbolinen liikerata, on jo havaittu, mutta näiden objektien liikeradat kertovat, että ne sinkoutuivat Oort-pilvestä, eli ne muodostuivat aurinkokunnassamme, eivätkä toisen tähden läheisyydessä tai tähtienvälisessä väliaineessa.

Nykyaikaiset mallit Oort-pilven muodostumisesta osoittavat, että suurin osa esineistä sinkoutui siitä tähtienväliseen avaruuteen ja vain pieni osa jäi pilveen. Laskelmat osoittavat, että pilvestä sinkoutuneiden esineiden määrä on 3-100 kertaa suurempi kuin siihen jääneiden [2] . Muiden mallien mukaan ulostyönnettyjen esineiden määrä on 90-99 % kaikista sinne muodostuneista objekteista [3] , eikä ole syytä uskoa, että muissa tähtijärjestelmissä esineiden muodostuminen tapahtuisi minkään muun sellaisen sironnan poissulkevan mekanismin mukaisesti [ 1] .

Tähtienvälisten esineiden täytyy kulkea aurinkokunnan sisäosan läpi ajoittain [1] , niiden on lähestyttävä aurinkokuntaa eri nopeuksilla, pääasiassa Herkuleen tähdistön alueelta , koska aurinkokunta liikkuu tähän suuntaan [4] . Ottaen huomioon kohteiden äärimmäisen harvinaisuuden, jonka nopeus ylittää Auringosta pakenemisnopeuden (toistaiseksi on löydetty vain kaksi tällaista kohdetta: 1I/Oumuamua ja komeetta 2I/Borisov ), voimme päätellä, että tiheydellä on yläraja. kohteista tähtienvälisessä avaruudessa. Oletettavasti tähtienvälisten objektien tiheys ei voi ylittää 10 13 objektia kuutioparsekissa [5] . Muiden LINEARin tekemien analyysien mukaan yläraja on kolme kertaa pienempi - se on tasolla 4,5⋅10 −4 kuutiota AU:ta kohden (3⋅10 12 esinettä kuutioparsekkia kohden) [2] .

Harvinaisissa tapauksissa tähtienvälisiä kohteita voidaan vangita niiden kulkeessa aurinkokunnan läpi ja siirtää Auringon painovoima heliosentriselle kiertoradalle. Tietokonesimulaatiot osoittavat, että Jupiter  on ainoa planeetta, joka on tarpeeksi massiivinen vangitsemaan tällaisen kohteen ja laittamaan sen kiertoradalle Auringon ympäri, mutta tällaisen sieppauksen todennäköisyys on kerran 60 miljoonassa vuodessa [5] . Esimerkki tällaisesta esineestä on luultavasti komeetta 96P/Machholtz , jolla on hyvin epätavallinen kemiallinen koostumus, joka on samanlainen kuin sen tähtienvälisen väliaineen koostumus, josta se olisi voinut muodostua [6] .

Kahdeksan hyperbolista komeetta ovat hyviä ehdokkaita tähtienvälisten objektien tilaan, koska niillä kaikilla on V∞ <-1,5 km/s: C/1853 R1 (Bruns), C/1997 P2 (Spacewatch), C/1999 U2 (SOHO), C/2002 A3 (LINEAR), C/2008 J4 (McNaught), C/2012 C2 (Bruenier), C/2012 S1 (ISON) ja C/2017 D3 (ATLAS) [7] . Jos nämä tiedot vahvistetaan, Oumuamua-asteroidi menettää ensimmäisen tähtienvälisen objektin aseman ja antaa sen C. Brunsin vuonna 1853 löytämälle komeetalle C/1853 R1 [8] .

Jotkut futuristit odottavat suuria toiveita näiden kohteiden suhteen tähtienväliseen matkaan. Heidän mielestään tällaiseen esineeseen voidaan telakoida pieni primääripohja, joka käyttää sitä myöhemmin polttoaineen lähteenä kontrolloidussa lämpöydinfuusiossa, työnesteen lähteenä ionimoottoreille, rakennusmateriaalien lähteenä paikan päällä käytettävään tilaan. rakentaminen jne., mikä eliminoi tarpeen hajottaa kaikkea tätä valtavaa massaa. Tietysti tätä varten on välttämätöntä, että esine lentää vaadittuun suuntaan, ainakin "tähdistön tarkkuudella". Epäilemättä tämä on "hyödyllinen hankinta", koska Oberth-ilmiön kannalta tällaista taivaankappaletta voidaan pitää esikiihdytettynä polttoaineena ja esikiihdytettynä lisävaiheena, mikä lisää kokonaistehokkuutta. järjestelmä eksponentiaalisella tavalla. Vaikeudet ovat myös ilmeisiä: pitkän kantaman havaitsemisen tarve, lentoradan koostumuksen ja parametrien nopea analyysi sekä tarve odottaa vuosikymmeniä tällaisen kohteen kulkemista hyväksyttävään suuntaan säilyttäen täydellinen valmius kiireelliseen lähtöön maapallon odotusradalta ja lähtöön telakointiin.

'Oumuamua

1I/Oumuamua  on ensimmäinen löydetty tähtienvälinen esine, joka lentää aurinkokunnan läpi. Robert Urik löysi sen 19. lokakuuta 2017 Pan-STARRS-teleskoopin tietojen perusteella, kun asteroidi oli 0,2 AU:n päässä. maasta. On laskettu, että asteroidi kulki perihelionin läpi 9.9.2017 ja oli 0,161 AU:n etäisyydellä. Maasta 14. lokakuuta 2017.

Sata vuotta sitten 1I/Oumuamua oli noin 559 AU:n etäisyydellä. (84 miljardia km) Auringosta ja liikkui nopeudella 26 km/s sen suuntaan. Asteroidi jatkoi kiihtymistä, kunnes se saavutti maksiminopeudensa perihelionissa (87,7 km/s).

Komeetta Borisov

30. elokuuta 2019 Krimin amatööritähtitieteilijä Gennadi Borisov löysi toisen tähtienvälisen kohteen - komeetan 2I / Borisov .

Meteoriitit 2014 ja 2017

8. tammikuuta 2014 CNEOS 2014-01-08 (IM1) meteoriitti, jonka halkaisija on alle puoli metriä, saapui Maan ilmakehään Papua-Uuden-Guinean yllä nopeudella 210 000 km/h, mikä on paljon nopeampi. kuin taivaankappaleiden, jotka liikkuvat kiertoradoilla aurinkokunnan sisällä. Harvardin yliopiston tähtitieteilijät kiinnostuivat tästä meteoriitista vuonna 2019, ja heidän laskelmansa osoittivat, että tämä kohde on 99 prosentin todennäköisyydellä tähtienvälinen. ArXiv.org -tietokannan vastaavaa artikkelia ei kuitenkaan ole vertaisarvioitu eikä sitä ole julkaistu missään tieteellisessä lehdessä. Kuitenkin vuonna 2022 vahvisti , että vuoden 2019 analyysi oli "riittävän tarkka vahvistaakseen tähtienvälisen lentoradan". Tämä vahvistus tekee vuoden 2014 meteoriitista ensimmäisen tunnetun tähtienvälisen kohteen, joka on koskaan lentänyt aurinkokuntaan ihmisen muistissa [9] [10] .

Vuonna 2022 ilmoitettiin toisen tähtienvälisen meteoriitin CNEOS 2017-03-09 (IM2) löydöstä, joka saapui Maan ilmakehään vuonna 2017 lähellä Portugalia [11] [12] . CNEOS 2017-03-09 (IM2), oli 10 kertaa massiivisempi kuin IM1 ja sen halkaisija oli noin 1 m. Se liikkui 40 km/s nopeudella (verrattuna IM1:n 60 km/s) paikalliseen lepostandardi , joka ylittää merkittävästi aurinkokunnan läheisyydessä olevien tähtien keskimääräiset suhteelliset nopeudet. Sekä IM1 että IM2 hajosivat matalalle Maan ilmakehässä huolimatta epätavallisen suurista nopeuksistaan. Arviot näiden kahden meteoriitin lujuudesta (194 MPa IM1:lle ja 75 MPa IM2:lle, rautameteoriitin enimmäisvetolujuus on 50 MPa) perustuen niiden räjähdyskorkeuteen ilmakehässä, osoittavat, että ne koostuivat tulenkestävistä metalleista, vahvempia kuin rautaa, josta jopa syntyi versio, että ne voivat olla keinotekoisia tähtienvälisiä luotain. Aurinkokunnasta peräisin oleville meteoriiteille tällainen vahvuus on epätyypillinen: esimerkiksi CNEOSin 273 meteoriitin luettelossa IM1 ja IM2 sijoittivat ensimmäisen ja kolmannen sijan vahvuudessa. IM1:n ja IM2:n kaatumispaikkoihin suunnitellaan tutkimusmatkoja, jotka etsivät niiden mahdollisia jäänteitä [12] .

Katso myös

Muistiinpanot

  1. 1 2 3 4 Valtonen, Mauri J.; Jia-Qing Zheng, Seppo Mikkola. Oort-pilven komeettojen alkuperä tähtienvälisessä avaruudessa  // Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy  : Journal  . - Springer Netherlands, 1992. - maaliskuu ( nide 54 , no. 1-3 ). - s. 37-48 . - doi : 10.1007/BF00049542 . Arkistoitu alkuperäisestä 13. syyskuuta 2019.
  2. 1 2 3 4 Francis, Paul J. Pitkäaikaisten komeettojen väestötiedot  //  The Astrophysical Journal . - IOP Publishing , 2005. - 20. joulukuuta ( nide 635 , nro 2 ). - s. 1348-1361 . - doi : 10.1086/497684 . - .
  3. Choi, Charles Q. The Enduring Mysteries of Comets . Space.com (24. joulukuuta 2007). Haettu 30. joulukuuta 2008. Arkistoitu alkuperäisestä 3. heinäkuuta 2012.
  4. Struve, Otto; Lynds, Beverly ja Pillans, Helen. Alkeinen tähtitiede  . - New York: Oxford University Press , 1959. - s. 150.
  5. 1 2 Torbett, MV Lähestymisnopeus 20 km/s tähtienvälisten komeettojen vangitseminen kolmen kappaleen vuorovaikutuksella planeettajärjestelmässä  // Astronomical Journal  :  Journal. - 1986. - heinäkuu ( nide 92 ). - s. 171-175 . - doi : 10.1086/114148 .
  6. MacRobert, Alan . A Very Oddball Comet , Sky & Telescope (2. joulukuuta 2008). Arkistoitu alkuperäisestä 7. joulukuuta 2008. Haettu 26. maaliskuuta 2010.
  7. Missä aurinkokunta kohtaa auringon naapuruston: havaittujen hyperbolisten pienkappaleiden säteilyn jakautumisen kuviot Arkistoitu 22. tammikuuta 2022 Wayback Machinessa , 2018
  8. Tutkijat ovat löytäneet ensimmäiset jäljet ​​tähdestä, joka lensi aurinkokunnan läpi. Arkistokopio 25. maaliskuuta 2018 Wayback Machinesta // RIA
  9. Yhdysvaltain armeija myönsi, että tähtienvälinen esine räjähti Tyynenmeren yllä vuonna 2014 . Haettu 12. huhtikuuta 2022. Arkistoitu alkuperäisestä 12. huhtikuuta 2022.
  10. Vuonna 2014 tähtienvälinen objekti räjähti Maan yläpuolella - Yhdysvaltain ilmavoimien tiedot on poistettu . Haettu 12. huhtikuuta 2022. Arkistoitu alkuperäisestä 11. toukokuuta 2022.
  11. Siraj, Amir & Loeb, Avi (20. syyskuuta 2022), Tähtienväliset meteorit ovat materiaalin vahvuudessa poikkeavia, arΧiv : 2209.09905v1 [astro-ph.EP]. 
  12. 12 Loeb , Avi . Toisen tähtienvälisen meteorin löytö , TheDebrief.org  (23.9.2022). Haettu 24.9.2022.