Новый Обсерваторий Рубина в Чили, созданный Национальным научным фондом США (NSF) и Министерством энергетики (DOE), — это самая эффективная машина для обнаружения межзвёздных объектов из когда-либо построенных. В течение последнего года я сотрудничал с Ричардом Клоэте и Петером Верешем над разработкой программного обеспечения на базе машинного обучения, которое присваивает вероятность межзвёздного происхождения объектам, обнаруженным Обсерваторией Рубина.

Если вы хотите читать больше интересных историй, подпишитесь на наш телеграм канал: https://t.me/deep_cosmos

Поскольку каждое поле зрения наблюдается в течение двух последовательных 15-секундных экспозиций, одних лишь данных Рубина может быть недостаточно для надёжной идентификации. Когда потенциальные межзвёздные кандидаты будут отмечены — возможно, раз в месяц — можно будет проводить дополнительные наблюдения с помощью других наземных телескопов, чтобы уточнить орбитальные параметры и проверить, превышает ли их скорость предел убегания из Солнечной системы. При этом также можно будет определить, отражают ли они солнечный свет так же, как первый известный межзвёздный объект — ʻОумуамуа — обладавший необычной формой «блина».

Наиболее необычной аномалией ʻОумуамуа было его негравитационное ускорение от Солнца без каких-либо признаков кометного хвоста, который мог бы его вызвать за счёт реактивного эффекта. ʻОумуамуа не был ни привычной кометой, ни привычным астероидом. Что же это было? Чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно собрать больше данных о подобных ʻОумуамуа объектах, которые будут обнаружены Обсерваторией Рубина в будущем.

Наблюдения межзвёздных объектов, обнаруженных Рубином, с помощью телескопа имени Джеймса Уэбба, находящегося в миллионе миль от Земли, позволят чрезвычайно точно измерить их негравитационные ускорения благодаря эффекту параллакса — как показано в недавней статье, которую я написал совместно со своим студентом Срирамом Эланго. Если ускорение обратно пропорционально квадрату расстояния от Солнца, это будет указывать на давление радиации как причину. Именно это я и предположил в случае ʻОумуамуа. Аналогично воздействию радиационного давления подвержен и космический мусор, созданный человеком, такой как объект 2020 SO или «пустые пакеты мусора» (Empty Trash Bag Objects), находящиеся на орбите Земли.

Спектральные особенности излучения и отражённого света межзвёздного объекта могут быть использованы для определения его поверхностного состава. Если негравитационное ускорение вызвано испарением экзотических газов, таких как водород или азот — как предполагалось для ʻОумуамуа, — то можно будет обнаружить спектральные линии этих газов вблизи объекта. Чтобы достичь зафиксированного уровня негравитационного ускорения, ʻОумуамуа должен был потерять примерно десятую часть своей массы. Такое значительное испарение не может остаться незамеченным при тщательном наблюдении новых межзвёздных объектов.

Телескоп Уэбба также может измерять инфракрасное излучение и температуру поверхности межзвёздного объекта. Совместно с известным расстоянием по параллаксу это позволяет определить площадь его поверхности. Если объект вращается, то можно будет по изменениям проецируемой площади в линию наблюдения восстановить его форму в трёх измерениях. Зная форму, размеры и количество отражённого солнечного света, можно будет вычислить альбедо объекта (коэффициент отражения). У нас не было прямых измерений площади, температуры поверхности или альбедо для ʻОумуамуа. На типичных расстояниях от Земли невозможно разрешить межзвёздные объекты в изображениях наземных телескопов — они выглядят как точки света.

Если межзвёздный объект не подлетает достаточно близко к телескопу, то телескоп должен подлететь к объекту. Это возможно, если объект, столь же аномальный, как ʻОумуамуа, будет обнаружен достаточно рано — хотя бы за год до его ближайшего подлёта к Земле. Тогда можно запустить специальную космическую миссию, которая перехватит ожидаемую траекторию объекта и сделает его крупный снимок. Это даст окончательный ответ на вопрос, является ли объект природным или искусственным. Параметры такой миссии были описаны в статье исследовательской группы проекта Галилео в 2022 году. Миссия ESA по перехвату кометы не предназначена для того, чтобы догонять столь быстро движущиеся межзвёздные объекты.

Стоимость космической миссии для сближения с межзвёздным объектом оценивается в миллиарды долларов. Однако можно сэкономить в тысячу раз, если искать межзвёздные метеоры и собирать их материалы на поверхности Земли. Эти редкие межзвёздные тела пересекают орбиту Земли вокруг Солнца. Их межзвёздное происхождение можно определить по очень высокой скорости в атмосфере Земли — как это было в случае метеора, зарегистрированного спутниками правительства США 8 января 2014 года. В 2023 году я возглавил экспедицию проекта Галилео с целью извлечения материалов этого метеора, и мы планируем аналогичные экспедиции в будущем.

Тем не менее, самый дешёвый способ изучать межзвёздные объекты — это поиск признаков их внеземного происхождения в уже существующих коллекциях метеоритов. Сейчас я сотрудничаю со Стейном Якобсеном и Эйджинией Хён в анализе содержания редких изотопов в особом классе аномальных метеоритов. Наша цель — проверить, выходят ли изотопные соотношения за рамки значений, характерных для материалов Солнечной системы. Если это подтвердится, то это будет самым простым способом определить межзвёздное происхождение вещества. Вместе с телескопическими данными и космической миссией это составляет «третью лопату» для межзвёздной археологии.

Имея в распоряжении данные, собранные этими тремя «лопатами», невозможно будет спрятать упрямые аномалии под ковёр традиционного мышления. Является ли объект обычным камнем или искусственно созданным пакетом, доставленным межзвёздной почтой от далёкой звезды, будет решено не мнениями людей, а фактами.

И даже если все межзвёздные объекты окажутся камнями, всё равно будет интересно узнать, содержат ли некоторые из них строительные блоки жизни, подобные аминокислотам, обнаруженным в образцах с астероида Бенну. Если внеземная жизнь распространена в межзвёздном пространстве, мы скоро её найдём.

И такое открытие, без сомнения, сделает нашу жизнь на Земле куда интереснее.