Астрономия

Почему ученые уже настолько уверены в том, что комета C / 2019 Q4 (Борисов) - это комета, а не астероид?

Почему ученые уже настолько уверены в том, что комета C / 2019 Q4 (Борисов) - это комета, а не астероид?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Ученый Лаборатории военно-морских исследований США доктор Карл Баттамс недавно написал в Твиттере

В отличие от Оумуамуа, чья астероидная или кометная природа до сих пор обсуждается, это определенно комета. Если он однозначно межзвездный, будет интересно увидеть, как его состав (спектральные свойства) соотносится с разнообразием комет из нашей солнечной системы.

Ответы на вопрос: Согласны ли в целом астрономы с тем, что различие между кометами и астроидами не так ясно? предполагают, что различие иногда может быть трудным, и некоторые вместо этого могут назвать небольшие тела солнечной системы, ранее известные как Принц кометы и астероиды только что; SSSB.

Вопрос: Что могло заставить таких астрономов, как доктор Баттамс, быть настолько уверенными в том, что этот объект является кометой, а не астероидом, помимо того факта, что его так и называют? (Комета C / 2019 Q4 (Борисов))

Это просто сама орбита или есть другие данные наблюдений, такие как яркость в инфракрасном диапазоне?


Это внешний вид, который в основном используется для отличия комет от астероидов. Как отмечается в открытии Электронного циркуляра малых планет (MPEC), многочисленные наблюдатели наблюдали расширенное диффузное излучение (то есть оно выглядит «нечетким» с полушириной на полувысоте (FWHM) больше, чем у звезд поля, или показывает хвост), типичное для кометы. . В случае с 1I / 'Оумуамуа глубокие поиски с помощью 8-метровых телескопов не выявили каких-либо свидетельств какого-либо протяженного излучения, указывая, что это, скорее всего, была голая скала. Значительно более яркая величина C / 2019 Q4 действительно играет в этом роль, облегчая поиск расширенных выбросов.

Это различие стало более трудным в последние годы с открытием активированных астероидов, таких как (6478) Голт, кометы Главного пояса, а также таких объектов, как 1I / 'Оумуамуа, на очень длительных кометоподобных орбитах, которые, кажется, не показывают никаких знак эмиссии.


Первое цветное изображение кометы C / 2019 Q4 (Борисов), которую астрономы считают первой известной межзвездной кометой, когда-либо идентифицированной, было получено телескопом Gemini North на Гавайских островах Мауна-Кеа. Gemini North сделал четыре 60-секундных экспозиции в двух цветных полосах (красном и зеленом). Синие и красные линии - это звезды, движущиеся на заднем фоне. (Изображение предоставлено: Gemini Observatory / NSF / AURA / Travis Rector)

Чтобы дополнить ответ @astrosnapper, вот два вида раннего изображения кометы.

выше: Первая цветная фотография межзвездной кометы с сайта space.com показывает ее нечеткий хвост

Также на сайте Phys.org обсерватория Gemini делает разноцветное изображение первой межзвездной кометы.

ниже: Из наскоро собранного препринта ArXiv Межзвездная комета 2I / Борисов. Я не уверен, но это могут быть те же данные, только что увеличенные.

Рис. 2. Сложенные по медиане изображения 2I / Борисов с севера Близнецов. Левая панель показывает изображение в полосе g ', а правая панель показывает изображение в полосе r'.


Обсуждение: 2I / Борисов

  • Запросы на статьи : См. Запрошенные статьи
  • Оценивать : Чтобы помочь нам оценить качество и важность статей о Солнечной системе, посетите: Категория: Неоцененные статьи о Солнечной системе и Категория: Статьи о Солнечной системе неизвестной важности.
  • Расширять : статьи о планеты чтобы помочь сделать их избранными статьями
  • Информационное окно :Статьи о Солнечной системе, требующие инфобоксов
  • Поддерживать :Статьи о Солнечной системе, требующие внимания
  • Фото :Википедия запросила фотографии астрономических тел
  • Заглушки : Разверните короткие статьи о Солнечной системе и короткие статьи по астрономии
  • Присоединиться :WikiProject Solar System и другие Wiki-проекты, связанные с этой темой

Второй межзвездный объект почти наверняка был обнаружен в нашей Солнечной системе

Это второй известный межзвездный объект после Оумуамуа в 2017 году (показан снимок художника).

Снимите шляпы для вечеринок. Астрономы почти подтвердили, что второй известный межзвездный объект в настоящее время пролетает через нашу Солнечную систему - и, в отличие от первого события, мы сможем изучить его во многих деталях.

Первоначально объект получил название gb00234 и был обнаружен астрономом-любителем Геннадием Борисовым в Крыму с помощью его собственной обсерватории под названием МАРГО. Борисов впервые заметил объект 30 августа и сразу же был предупрежден о его странном пути - предполагая, что он не привязан к нашему Солнцу.

Последующий анализ и наблюдения подтвердили, что объект имеет высокий эксцентриситет, что означает, что он находится на гиперболическом пути, который будет входить и выходить из нашей Солнечной системы и никогда не вернется. Центр малых планет (MPC) Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики подтвердил орбиту объекта ранее сегодня и дал ему новое имя в честь его первооткрывателя: C / 2019 Q4 (Борисов).

«Мы были несколько осторожны в отношении того, было ли это преувеличением или нет», - говорит Мэтью Пейн из MPC. «В течение последних нескольких дней становилось все более очевидным, что он выглядит так, как будто он имеет гиперболическую траекторию».

Как уже упоминалось, это будет второй известный межзвездный объект, который войдет в нашу Солнечную систему, поскольку первый под названием 'Оумуамуа (или 1I / 2017 U1) был замечен в октябре 2017 года. Считается, что оба они переместились из других планетных систем в нашу. огромные просторы галактики на протяжении миллионов или даже миллиардов лет.

Однако на этот раз есть несколько ключевых отличий. Во-первых, судя по изображениям, мы вполне уверены, что C / 2019 (которой, вероятно, будет присвоено обозначение 2I / 2019) - это комета примерно 10 километров в поперечнике, поскольку у нее есть видимый хвост, в то время как Оумуамуа выглядело чем-то большим. успокаивающий.

«Первый оказался не кометным, а астероидным», - говорит Пейн. «В то время как этот определенно имеет кометную природу».

Другое важное отличие состоит в том, что «Оумуамуа выходил из Солнечной системы, когда мы его увидели, что позволило нам изучить его всего за несколько недель, прежде чем он стал слишком тусклым, чтобы что-либо увидеть». Однако C / 2019 не только примерно в шесть раз ярче, но и проникает в Солнечную систему со скоростью около 30 километров в секунду, что дает нам гораздо больше времени для ее изучения.

«[Он будет оставаться в Солнечной системе] по крайней мере около шести месяцев», - говорит разработчик астрономического программного обеспечения Билл Грей, который принимал непосредственное участие в открытии, хотя он отмечает, что все еще остаются неясности. «Мы не знаем, насколько он будет ярким. Это всегда проблема с кометами, поэтому у вас есть эта непредсказуемость в сочетании с тем фактом, что они межзвездные. И это первая межзвездная комета, которую мы видели.

Ожидается, что на самом близком расстоянии объект достигнет примерно 1,8-кратного расстояния Земля-Солнце (1,8 а.е., или астрономических единиц) 10 декабря (он был обнаружен на расстоянии трех а.е.). «Это самый близкий подход, который будет в декабре этого года», - говорит физик Маршалл Юбэнкс из Space Initiatives и Института межзвездных исследований в США. «И самое близкое приближение к Солнцу примерно в то же время».

Теперь начнется гонка по обучению всех возможных телескопов, от космического телескопа Хаббла до обсерваторий на заднем дворе, на этом увлекательном объекте, поскольку он наносит нам длительный визит. Его кометный характер означает, что мы можем изучить его состав и происхождение в мельчайших подробностях, что даст нам лучшее, чем когда-либо прежде, понимание инопланетной планетной системы. «Оумуамуа был просто слишком бездействующим и прошел слишком быстро, чтобы мы могли научиться такому же количеству».

Это открытие будет музыкой для ушей многих, кто тоже ожидал увидеть новые объекты. По некоторым оценкам, по крайней мере один межзвездный объект должен находиться в нашей Солнечной системе в любой момент времени, в то время как предстоящий Большой синоптический обзорный телескоп (LSST) планирует найти намного больше таких объектов. Между тем, Европейское космическое агентство (ЕКА) может даже отправить космический корабль к межзвездному посетителю в будущем.

Статус C / 2019 как межзвездного объекта все еще необходимо будет полностью проверить, чтобы убедиться, что это действительно гость издалека. Но многие астрономы уже уверены и начинают мечтать о том, что произойдет в следующие шесть месяцев. «Лично я, как только увидел, что приближающаяся орбита близка к галактической плоскости, я был уверен, что она межзвездная», - говорит Юбэнкс.


Что мы знаем

В то время как & # x27Оумуамуа был обнаружен Вериком с помощью телескопа Pan-STARRS на Гавайях, предназначенного для поиска астероидов и комет, открытие C / 2019 было сделано астрономом Геннадием Борисовым 30 августа в Научном, Крым.

Комета, получившая обозначение C / 2019 Q4 (Борисов), имеет гиперболическую орбиту, что означает, что она не захватывается гравитацией Солнца. Вот почему астрономы достаточно уверены, что C / 2019 Q4 не принадлежит нашей Солнечной системе.

Центр малых планет Международного астрономического союза официально дает имена объектам солнечной системы. Буква C в названии обозначает C / 2019 Q4 как комету, что означает, что она еще не подтвердила, что она межзвездная. Необходимо больше наблюдений, чтобы лучше уточнить его орбиту. Если он будет подтвержден, он будет обозначен 2I плюс имя ("Я" означает межзвездный).

Верик осторожно называет его межзвездным объектом.

«Нам нужно наблюдать за этим гораздо дольше и быть осторожными, прежде чем делать какие-либо существенные претензии, потому что это совсем другое», - сказал Верик. «И это часть науки: именно то, что она отличается от других, делает ее такой захватывающей».

Но хорошая новость в том, что у астрономов много времени.

В 2017 году & # x27Oumuamua была обнаружена на выходе из нашей солнечной системы, в то время как эта комета находится на пути внутрь. Это означает, что у астрономов будет около года для дальнейшего изучения объекта.

Пока астрономы определили, что C / 2019 Q4 довольно большой, намного больше, чем был & # x27Oumuamua. Он также ледяной, что означает, что он довольно яркий и будет становиться ярче по мере приближения к солнцу, когда большая часть льда сублимируется или сразу переходит из твердого состояния в газообразное.

Прямо сейчас C / 2019 Q4 находится примерно в 420 миллионах километров от Солнца со скоростью около 150 000 км / ч. Он достигнет своей ближайшей точки к нашей звезде - перигелия - 8 декабря на расстоянии примерно 300 миллионов километров, выйдя за пределы орбиты Марса.

«У нас не будет супер-близкого подхода, но мы можем наблюдать его месяцами, месяцами и месяцами», - сказал Эно.

«Итак, это означает, что есть много вещей, которые мы сможем [изучить] с 2I, чего мы не смогли с 1I. Каково его развитие? Что такое негравитационная сила? Кувыркается как 1I или вращается стабильно? Какая у него форма? Это причудливая, удлиненная форма, как 1I? ''

Эно сказал, что он готов проводить последующие наблюдения с помощью больших наземных телескопов, и многие астрономы будут бороться за время на телескопах, чтобы сделать то же самое.

Тем временем Верик и Эно сказали, что будет интересно посмотреть, что будет разворачиваться по мере приближения кометы к Солнцу. Будет ли он намного ярче? Может ли он развалиться?

«Это действительно один из тех случаев, когда нам просто нужно подождать», - сказал Эно. "У нас могут быть сюрпризы".


Нечеткая траектория

Кроме того, группа польских астрономов предприняла первую попытку проследить путь Борисова через межзвездное пространство. Как они описывают в статье, загруженной на платформу препринтов arXiv, команда предполагает, что Борисов прошел в пределах 5,4 световых лет от звездной системы под названием Kruger 60 около миллиона лет назад.

В то время они подсчитали, что Борисов двигался с довольно пешеходной скоростью 7700 миль в час, и хотя исследователи подчеркивают, что анализ изменится с появлением большего количества данных, это может означать, что Kruger 60 является вероятной домашней системой для Борисова, говорят они. .

Посмотрите, как два космических корабля путешествуют за пределы Солнечной системы

Польская команда уже пользуется большим уважением за такую ​​работу, публикуя похожие взгляды на кометы, сформировавшиеся на окраинах Солнечной системы. Но здесь любые попытки повторить шаги Борисова натолкнутся на крайний скептицизм.

«Я считаю, что это совершенно преждевременно», - говорит Мич. Во-первых, хотя мы достаточно хорошо знаем траекторию Борисова, чтобы подтвердить, что он межзвездный, все еще существует некоторая неопределенность в отношении его точного пути в космосе. Отчасти потому, что мы наблюдали за объектом совсем недолго. Это еще и потому, что Борисов окутан пылью и газом, из-за чего трудно определить его центр.

Борисов тоже все еще находится в низком ночном небе, у самого горизонта. Это означает, что свет от кометы проходит через большее количество воздуха, прежде чем попадет в наши телескопы, что дает возможность атмосферному слою иметь еще большую потенциальную ошибку.

«Что видят [мои коллеги]. - это огромные массивы данных с ужасающей точностью », - говорит Мич. «Это не потому, что все ведут себя небрежно, но очень сложно измерить точный центр нечеткого объекта».

Когда солнечный свет нагревает Борисов, пыль и газ, летящие с его поверхности, также могут действовать как выхлоп ракеты и изменять траекторию кометы. Астрономы еще плохо разбираются в этих негравитационных силах, поэтому они не могут учитывать их в своих расчетах.

Вдобавок ко всему, чтобы вернуться к пути Борисова, нужно перемотать часы и определить, где раньше находились звезды в Млечном Пути. Но прямо сейчас лучший в мире набор картографических данных Млечного Пути - любезно предоставленный спутником Gaia Европейского космического агентства - дает трехмерные данные о движении лишь небольшой части всех звезд галактики.

«Вы должны сделать трехмерный фильм о галактике и воспроизвести его в обратном направлении, с гравитационными возмущениями, и даже тогда вы не получите исходную звезду - вы получите последнюю точку захода», - говорит Баннистер.

Истоки Вселенной 101

В нынешнем виде эти ошибки ставят в тупик гораздо более краткосрочные прогнозы. Марк Буйе, астроном из Юго-Западного исследовательского института, хотел бы посмотреть, как Борисов проходит прямо перед несколькими звездами, что позволит ему более точно определить размер и форму кометы. Но, по словам Буйе, для планирования этих наблюдений орбиту Борисова необходимо знать в тысячи раз точнее, чем сейчас.

«Если вы не знаете, где он находится, и мы не знаем, где это происходит в масштабе года в нашей солнечной системе, как вы надеетесь узнать, с какой именно звезды он появился миллион лет назад?» он говорит. «Я очень, очень скептически отношусь к нашей способности узнать, откуда это взялось».


Почему ученые уже настолько уверены в том, что комета C / 2019 Q4 (Борисов) - это комета, а не астероид? - Астрономия

Астрономы почти наверняка обнаружили вторую межзвездную комету, приближающуюся к нашей Солнечной системе, но еще предстоит проделать довольно много работы, чтобы узнать больше об этой космической скале инопланетян. В ближайшие недели и месяцы астрономы будут продолжать наблюдать за этим посетителем с помощью как можно большего количества наземных и космических телескопов, чтобы определить, действительно ли он межзвездный, и выяснить, откуда он. Из отчета: Астроном-любитель Геннадий Борисов впервые заметил этот объект 30 августа с помощью собственного телескопа в Крыму. В то время не сразу было ясно, что объект под названием C / 2019 Q4 - не отсюда. Шло время, и все больше людей смотрели на эту вещь, они понимали, что путь, по которому идет C / 2019 Q4, не петляет вокруг Солнца. Вдобавок он движется очень быстро: около 93 000 миль в час (150 000 километров в час), что быстрее, чем мог бы перемещаться любой объект с внешних окраин нашего района. Как объявили НАСА и международная группа экспертов на прошлой неделе, все признаки указывают на то, что он проходит через нашу Солнечную систему на своем пути из какого-то далекого источника.

Сообщество астрономов еще официально не подтвердило, что C / 2019 Q4 является межзвездным, хотя все почти уверены в его статусе. «Я подозреваю, что после получения достаточного количества данных мы дадим постоянное обозначение, чтобы сказать, что этот объект является межзвездным», - сказал The Verge Давид Фарноккиа, изучающий комету в Центре изучения околоземных объектов НАСА в JPL. «Но в основном, судя по траектории, нет никаких сомнений в том, что он межзвездный». Хорошая новость заключается в том, что если эта комета действительно находится за пределами нашей Солнечной системы, мы поймали ее в прекрасное время - когда она двигалась к нам, а не уходила. Это означает, что у астрономов будет больше года, чтобы продолжить наблюдение за этой штукой, что позволит им потенциально уточнить ее траекторию или даже рассказать нам, из чего сделан этот загадочный камень.


Открыта новая межзвездная комета

Астрономы на протяжении многих десятилетий искали кометы, пришедшие из межзвездного пространства, возможно, из планетной системы, вращающейся вокруг ближайшей звезды в Млечном Пути. Долгое время в этом поиске был начертан пробел - и теперь, как и в случае с лондонскими автобусами, приехали почти сразу два.

На диаграмме в начале этого поста показана траектория недавно открытой кометы. C / 2019 Q4 (Борисов). Позже я объясню, как возник этот ярлык / название (и почему оно, вероятно, скоро будет изменено), но сначала позвольте мне сказать, почему оно заслуживает освещения в печати и заслуживает внимания. Он движется слишком быстро . То есть, он движется слишком быстро, чтобы быть членом солнечной системы, и кажется временным посетителем из межзвездного пространства, изгнанным из своей родительской звездной / планетной системы много лет назад (под этим я подразумеваю: миллионы или миллиарды лет), с тех пор как он блуждает по галактике, а теперь перемещается по нашему собственному космическому двору. Это всего лишь второй подобный бродяга, замеченный астрономами, первый появился менее двух лет назад. Для контекста позвольте мне сначала обсудить этот более ранний межзвездный объект & # 8230

В 2017 году астрономический мир был заинтригован открытием объекта, получившего прозвище & # 8216Оумуамуа (да, в начале этого названия стоит апостроф), которое было первым таким большим телом, которое было обнаружено летящим через солнечную систему, но исходящим из межзвездного пространства. То есть он находится на гиперболической гелиоцентрической орбите: он не связан с солнечной системой гравитацией, в отличие от всех других комет, астероидов и планет (больших, малых или карликовых).

Название & # 8216Оумуамуа происходит от слова на гавайском языке, означающего & # 8216scout & # 8217, человека, который тянется вдаль и является посыльным. Он был обнаружен канадским астрономом Робертом Вериком с помощью поискового телескопа в обсерватории Халеакала на Гавайях & # 8217i. Я работал с Робертом в Университете Западного Онтарио в 2014 году, и только в апреле этого года у меня была возможность обсудить & # 8216Оумуамуа с ним, когда мы оба были на конференции по планетарной защите в Университете Мэриленда. Обычно ее назвали бы кометой Верика, но правила именования должны быть нарушены & # 8230, и более поздние наблюдения заставили астрономов усомниться в том, следует ли классифицировать ее как комету или астероид.

Официальное обозначение & # 8216Оумуамуа это 1I / 2017 U1. Заглавная буква & # 8216I & # 8217 означает Interstellar: это новый класс объектов, отсюда и числовое & # 82161 & # 8217 в начале (и с извинениями, шрифт здесь плохо справляется с различением между 1/1 и a. заглавная буква I). В & # 82162017 & # 8217 показано, что он был обнаружен в том же году. Знак & # 8216U & # 8217 указывает на полмесяца открытия (вторая половина октября). Окончательный & # 82161 & # 8217 означает, что это была первая комета (опять же, учитывая смешение кометы и астероида), обнаруженная за эти полмесяца. Значит, у этого безумия кодирования есть способ.

Наблюдения за & # 8216Оумуамуа с помощью больших телескопов показали, что он должен быть сильно вытянутым, потому что его яркость регулярно меняется во времени и с большой амплитудой, что указывает на то, что иногда мы видим его сбоку, а иногда - в конце, так что количество отраженных лучей солнечный свет, который он посылает нам, существенно меняется. Это дает представление о том, как это может выглядеть, как показано ниже.

Однако быстрое предостережение: это действительно художественная концепция того, что & # 8216Оумуамуа может выглядеть как если мы могли видеть это вблизи. Реально можем & # 8217т. Мы знаем, что здесь очень темно из-за соотношения рассеянного солнечного света (небольшого) по сравнению с излучением, испускаемым в тепловом инфракрасном диапазоне электромагнитного спектра (т.е. Поглощенный солнечный свет нагревает поверхность объекта, и эта энергия затем повторно излучается в виде более длинных волн, чем приходящий видимый солнечный свет). Намного большего мы не знаем. Мы думаем, что это длина от 100 до 1000 метров, но на самом деле мы не уверены. Чтобы показать, что я имею в виду, вот одно из лучших изображений & # 8216Оумуамуа которые были получены, пока он находился достаточно близко к Солнцу и Земле, чтобы за ними можно было следить с помощью телескопов с большой апертурой:

& # 8216Оумуамуа считается важным открытием, и дискуссии как в средствах массовой информации, так и в научной литературе продолжаются. Действительно ли это комета или астероид, учитывая, что он не проявлял кометной активности (выделение газа из пара, хвоста или связанного с ним пылевого облака)? Если бы это был объект, который был выброшен из другой планетной системы (комплекс экзопланет, вращающихся вокруг другой звезды), мог бы он нести в себе доказательства микробной жизни? Может ли такая микробная жизнь остаться жизнеспособной после путешествия, продолжавшегося миллионы лет?

Как мы узнали это & # 8216Оумуамуа межзвездный?

По сути, ответ - его скорость. Было измерено, что он движется слишком быстро, чтобы быть членом Солнечной системы, связанным с гравитационным притяжением Солнца. Выше я писал, что у него «гиперболическая гелиоцентрическая орбита» 8221, но это немного технически. Давайте посмотрим на это с другой стороны, просто сказав, что у него слишком много кинетической энергии, чтобы Солнце могло ее захватить. Кинетическая энергия? Это & # 8217s 1/2 м v², где м масса, а v это скорость. & # 8216Оумуамуа имел скорость выше предела для своего (изменяющегося) расстояния от Солнца.

Я имею в виду следующее: «Давайте возьмем Землю в качестве примера». Гелиоцентрическое расстояние нашей планеты колеблется в течение года от 0,9833 до 1,0167 астрономических единиц (перигелий и афелий соответственно), достигая в настоящее время первой в начале января, а второй - в начале июля. В результате скорость Земли колеблется от 30,3 км / с в перигелии до 29,3 км / с в афелии. Но давайте вместо этого представим себе, что земная орбита круговая, с точностью до 1 а.е. В этом случае наша скорость будет постоянной 29,8 км / сек. Теперь, при 1 а.е., если какой-либо объект будет отправлен в космос (на гелиоцентрическую орбиту) со скоростью, превышающей √2, умноженную на 29,8 км / сек (т.е. чуть более 42 км / сек), то он выйдет за пределы Солнечной системы: у него достаточно энергии, чтобы избежать гравитационного притяжения Солнца.

Точно так же любой объект, имеющий скорость, превышающую скорость круговой орбиты в √2 раз на любом конкретном гелиоцентрическом расстоянии, будет находиться на гиперболической орбите: путь, который может проходить через планетарный регион, но продолжится и никогда не вернется.

В формы орбит определяются тем, что мы называем эксцентриситет (е). Все орбиты представляют собой конические секции. Орбиты, гравитационно связанные с Солнцем: эллиптический, с эксцентриситетом от е = 0 (кружок) до чуть меньше 1: Земля имеет е = 0,0167 в настоящее время Марс имеет е = 0,0933. Когда е = 1 орбита параболический, и если е & gt 1, то эта орбита гиперболический, и несвязанный. Параболическая орбита, так сказать, прямо на краю.

Большинство наблюдаемых нами комет почти параболические. В прошлом некоторые из них наблюдались с эксцентриситетом немного выше 1, но это относилось к центру Солнца для примеров, см. Здесь и здесь. Когда система отсчета была изменена на барицентр Солнечной системы (центр масс Солнца и всех планет, этот барицентр перемещается по мере движения планет), почти все такие кометы с е только немного выше 1 в гелиоцентрических терминах е ≤ 1 по отношению к барицентру Солнечной системы. Единственными исключениями были те, которые, по наблюдениям, проходили довольно близко к одной из планет (обычно к Юпитеру), гравитация этой планеты затем вызывала эффект рогатки, чтобы выбросить комету из Солнечной системы на межзвездный путь. То есть у этих комет не было прибыли из межзвездного пространства, но они были сбиты в межзвездные траектории.

Именно по этой причине отсутствие наблюдений за любым истинным межзвездным объектом до 2017 года было чем-то вроде загадки: если вокруг других звезд есть планетные системы, а также там есть астероиды и кометы, то, безусловно (мы рассудили), что эти системы должны посылать нам случайный комок? & # 8216Оумуамуа был первым обнаруженным определенно межзвездным крупным объектом с эксцентриситетом около 1,2.

Итак, к открытию очевидно межзвездной кометы, известной теперь как C / 2019 Q4 (Борисов). Интернет уже гудит об этом, несмотря на то, что его природа только что была признана (список наблюдений и определение сильно гиперболической орбиты были опубликованы Международным астрономическим союзом утром в четверг 12-го по новозеландскому времени). Вот об этом на сайте НАСА. Вот статья в Небо и телескоп журнал об этом. Это статья о Scientific American Веб-сайт. Вот анимация на YouTube показывая свой путь через солнечную систему. Вот GIF-анимация этого пути от НАСА.

в отличие & # 8216Оумуамуа, это определенно комета, с комой (облаком пара) и небольшим хвостом, которые уже видны, как видно на изображении ниже и как сообщили несколько наблюдателей вскоре после его открытия.

Как видно, комета не приблизится к Земле: ее перигелий произойдет примерно 7 декабря этого года, почти через три месяца, на расстоянии 1,94 а.е. от Солнца. На таком расстоянии он проходит через внутренние части главного пояса астероидов и выходит далеко за пределы орбиты Марса (афелий которого составляет около 1,67 а.е.). Тогда нет причин для беспокойства.

Графика в начале этого сообщения в блоге также указывает на этот путь кометы: в настоящее время она находится в северном небе под углом примерно 33 градуса, что означает, что она действительно слишком низко, чтобы ее можно было увидеть из Новой Зеландии. хотя он движется на юг, и у наблюдателей здесь будет много шансов проследить за ним, поскольку он остается обнаруживаемым примерно в течение следующих двенадцати месяцев (при условии, что он не ведет себя аномально, поскольку некоторые кометы иногда становятся «спящими» и перестают производить пар. облака, которые делают их более заметными, потому что эти облака и их хвосты рассеивают много солнечного света).

Написав это, пожалуйста, не ожидайте увидеть это с помощью телескопа на заднем дворе: все обнаружения до сих пор производились опытными наблюдателями, использующими телескопы с апертурой не менее 30 сантиметров, с использованием отслеживания движения кометы, рассчитанного вместе с ПЗС-матрицей. детекторы. То есть не ожидается, что это будет комета, видимая невооруженным глазом или комета в небольшой телескоп: ее значение определяется ее специфической орбитой. На изображении ниже & # 8211, показывающем характерный нечеткий вид кометы (слово & # 8216comet & # 8217 происходит от греческого слова, означающего & # 8216hairy star & # 8217) & # 8211, комета выглядит очевидной, но учтите, что это покрывает крохотная часть неба, а снимок был получен с помощью телескопа с главным зеркалом диаметром 3,6 метра, собирающего много света!

Комета 2019 Q4 (Борисов) & # 8211 нечеткое пятно в середине этого кадра & # 8211, как обнаружено 10 сентября с помощью телескопа Канада-Франция-Гавайи с апертурой 3,6 м на Гавайях & # 8217i. В настоящее время комета удалена от Земли примерно на 3.4 а.е. и на 2.7 а.е. от Солнца. Открытие кометы, когда она приближалась к этому гелиоцентрическому расстоянию, не случайность: солнечное расстояние 3 а.е. иногда называют «линией воды», поскольку поток солнечного света там становится достаточно высоким, чтобы нагреть поверхность кометы ». достаточно, чтобы заставить водяной лед начать сублимацию, что приведет к коме, которая рассеивает гораздо больше солнечного света, чем предыдущее голое ядро ​​кометы, что делает комету более яркой, чем раньше.

Как насчет названия кометы? Хотя в настоящее время она обозначается как C / 2019 Q4 (четвертая комета, обнаруженная во второй половине августа 2019 года), можно ожидать, что после подтверждения ее гиперболической природы она будет переименована в 2I / 2019 Q4. Приведена оценка его эксцентриситета. е ≈ 3,1, что существенно выше, чем & # 8216Оумуамуа более поздняя оценка (т.е. с использованием большего количества позиционных наблюдений за последний день или около того) оказал е ≈ 3.6. Если взглянуть на это с другой стороны, кажется, что комета движется более чем на 30 км / сек быстрее параболического предела (максимальная скорость, с которой она может быть привязана к солнечной системе, как обсуждалось ранее).

Почему Борисов? Комета была обнаружена всего две недели назад, 30 августа, Геннадием Борисовым (увлеченным охотником за кометами-любителем) с помощью самодельного телескопа с апертурой 65 см в Крымской астрофизической обсерватории. С тех пор, как и следовало ожидать, была борьба за его наблюдения, особенно хорошо оснащенными астрономами-любителями в северном полушарии.

Хотя я писал выше, что эта конкретная комета не приблизится к Земле и поэтому не представляет для нас опасности, ее размер должен заставить нас задуматься. & # 8216Оумуамуа был не более 1 км в длину и тонким, поэтому имел относительно небольшую массу. Настоящая тема (C / 2019 Q4) намного больше, хотя пока мы мало знаем о ее размерах. Оценки его диаметра (предполагая, что он имеет сферическую форму) составляют от 2 до 16 км, но это основано в основном на том, сколько водяного пара, похоже, нерестится. Мы не можем увидеть твердое ядро ​​напрямую, поэтому трудно (даже невозможно) определить его реальный размер и массу.

Еще один момент, над которым стоит задуматься, - это тот факт, что эта комета была открыта всего за три с небольшим месяца до ее максимального сближения с Солнцем. То есть, когда он был далеко в районе планет-гигантов, его не заметили. Подобные кометы (или астероиды) на путях, приближающих их к Солнцу, возможно, пересекающих орбиту Земли, также должны существовать. Мы должны надеяться, что он не придет в ближайшее время (скажем, в следующем столетии) и застает нас врасплох. Проблему обнаружения и отслеживания комет, прибывающих из глубокого космоса, я исследовал в прошлом совместно с моим покойным коллегой Брайаном Марсденом.

Ранее я упоминал, что открытие межзвездных комет было долгожданным, и отсутствие такого обнаружения было настоящей загадкой для теоретиков. Однако теперь у теоретиков есть потенциальное золотое дно. Вы поверите, что первый дискуссионный документ, касающийся этого недавно открытого объекта, уже был отправлен в arXiv.org Веб-сайт?

В заключение я должен упомянуть о связи с Новой Зеландией, причем прочной. Пока & # 8216Оумуамуа было первым крупным телом из межзвездного пространства, обнаруженным в Солнечной системе; в прошлом межзвездные объекты гораздо меньшего размера были обнаружены над небом Новой Зеландии.

В рамках своей докторской диссертации в Кентерберийском университете я начал строительство большой радиолокационной системы метеоритной орбиты в Бердлингс-Флэт, к югу от Крайстчерча. This was under the supervision of Professor Jack Baggaley, who recently retired after a full half-century on the faculty at that university. The radar was ably completed by the next PhD student, Andrew Taylor, who now teaches physics at Christ’s College in Christchurch.

Using that radar we identified an influx of small high-speed meteoroids (or interstellar dust – pieces rather smaller than a millimetre in size) into Earth’s atmosphere, demonstrably on hyperbolic heliocentric orbits due to their tremendously high-speeds, far too fast to be members of the solar system. This result we published as a Letter in the world’s premiere science journal, Природа. That discovery seemed to pass by most of the astronomical community working on comets and the like, but since the discovery of ‘Oumuamua (and now C/2019 Q4 Borisov) I have found that the paper seems to have been re-discovered, with it now being cited by many researchers internationally.

Update Saturday September 14th, 10:46 : With more than 200 positional measurements in hand, it seems secure that 2019 Q4 is indeed an interstellar visitor. The latest orbit published by the IAU Minor Planet Center appeared just under eight hours ago.

I give some useful additional information in my reply below to a query from Derek Syms.

Update Monday September 16th : I have updated and expanded various pieces of the original post above.


1 ответ 1

The principles of Difference Image Analysis (DIA) or Difference Imaging, which is very common in modern astronomy for finding new transient sources (e.g. asteroids, variable stars, including microlensing events, and supernovae), is simple in principle but complicated by a lot of practical details caused by real-world observations.

The basis, which is set out in this presentation is as follows:

  • Align and resample your images, usually using the FITS images' World Coordinate System (WCS) to the same pixel grid
  • Select a reference image, or template, of the same patch of sky which is the "sharpest" (has the best seeing/smallest Full Width at Half Maximum (FWHM))
  • Then for each image you determine the convolution kernel that blurs the template/reference image by the right amount to match each image
  • Subtract (difference) the current image and the convolved template
  • Run some sort of object detection to find the new sources that have either appeared or which changed in brightness since the reference image was taken
  • Astronomical fame. (not really)

The difficulty is with the details, particularly with how the objects' shapes (their Point Spread Function) varies with time and with position across the CCD. The framework for the current approach to DIA was introduced by Alard & Lupton (1998) for matching a reference image to a target image. The convolution kernel to be applied to the reference image is decomposed into a set of basis functions, and the difference in the sky background between the image and the reference is included as a polynomial of the image coordinates. This then boils down a big set of linear equations, and a chi-squared minimization problem where you are trying to minimize the difference between the model image, produced by convolving the kernel with the template, and the actual image, weighted by the uncertainties, for which there are a wide variety of solvers.

A follow-up paper by Alard (2000) showed how the spatial variation of the convolution kernel (how it changes a a function of $x,y$ on the CCD image) can be modelled by multiplying the kernel basis functions by polynomials of the image coordinates. The kernel basis functions chosen by these two papers, and which are used by most people, are Gaussians of different widths, modified by polynomials of the kernel coordinates.

Bramich et al. 2013 goes into a lot more detail on how this is implemented where they introduce changes to account of the fact that the background is varying with time in a more complex manner across the frame than the simple offset used in Alard and Lupton (1998). This is becoming more important with the larger field of view of current survey telescopes such as the ATLAS NEO survey which made the discovery quoted. A Python implementation of these methods for those that like to see code is available as pyDANDIA.

Sky surveys for transient sources normally construct a grid of pointings across their survey area and then construct a set of reference images for each of these pointings. During normally survey operations each of the images taken at each pointing is subtracted from the corresponding reference image (after deriving a kernel for each frame to match the seeing to the reference of course).

Any object that is in both the reference and the image but has moved will show up as a "dipole" of negative and positive images in the difference image, depending on how far it has moved. Anything that is in the same position but has changed in brightness between the reference and the subtracted image will show up as a negative (if fainter than it was in the reference) or positive image (if brighter than in the reference) in the difference image. This is effectively an "AC" signal of how much has changed between the reference and the current image. To get a correct magnitude for the new source, you also need to perform PSF or aperture photometry on the reference image and add the 2 measurements together.


Bannister, M.T., Opitom, C., Fitzsimmons, A., Moulane, Y., Jehin, E., Seligman, D., Rousselot, P., Knight, M.M., Marsset, M., Schwamb, M.E., Guilbert-Lepoutre, A., Jorda, L., Vernazza, P., and Benkhaldoun, Z., Interstellar comet 2I/Borisov as seen by MUSE: C2, NH2 and red CN detections, arXiv e-prints arXiv:2001.11605, 2020.

Bertaux, J.L., Blamont, J.E., Tabarie, N., Kurt, W.G., Bourgin, M.C., Smirnov, A.S., and Dementeva, N.N., Interstellar medium in the vicinity of the sun: A temperature measurement obtained with Mars-7 interplanetary probe, Astron. Astrophys., 1976, vol. 46, pp. 19–29.

Bertaux, J.L. and Blamont, J.E., Possible evidence for penetration of interstellar dust into the Solar System, Nature (London), 1976, vol. 262, pp. 263–266.

Bodewits, D., Noonan, J.W., Feldman, P.D., Bannister, M.T., Farnocchia, D., Harris, W.M., Li, J.Y., Mandt, K.E., Parker, J.W., and Xing, Z., The carbon monoxide-rich interstellar comet 2I/Borisov, arXiv:2004.08972, 2020.

Bolin, B.T., Lisse, C.M., Kasliwal, M.M., Quimby, R., Tan, H., Copperwheat, C., Lin, Z.-Y., Morbidelli, A., Abe, L., Bendjoya, P., Burdge, K.B., Coughlin, M., Fremling, C., Itoh, R., Koss, M., Masci, F.J., Maeno, S., Mamajek, E.E., Marocco, F., Murata, K., Rivet, J.-P., Sitko, M.L., Stern, D., Vernet, D., Walters, R., Yan Lin, Andreoni, I., Bhalerao, V., Bodewits, D., Kishalay, D., Kunal, P., Bellm, E.C., Blagorodnova, N., Buzasi, D., Cenko, S.B., Chang Chan-Kao, Chojnowski, D., Dekany, R., Duev, D.A., Graham M., Juric, M., Kramer, E.A., Kulkarni, S.R., Kupfer, T., Mahabal, A., Neill, J.D., Ngeow, Ch.-Ch., Penprase, B., Riddle, R., Rodriguez, H., Rosnet, P., Smith, R.M., Sollerman, J., Soumagnac, M. T., Characterization of the nucleus, morphology and activity of interstellar comet 2I/Borisov by optical and near-infrared GROWTH, Apache Point, IRTF, ZTF and Keck observations, arXiv e-prints arXiv:1910.14004, 2019.

Bolin, B.T., Bodewits, D., Lisse, C.M., Fernandez, Y.R., Helou, G., and Cenko, S.B., Possible fragmentation of interstellar comet 2I/Borisov, Astron. Telegram, 2020, no. 13613, p. 1.

Ceballos, O., Howell, E.S., Mendez, A., Fernandez, Y.R., Lovell, A.J., and Schambeau, C.A., Observing interstellar comet 2I/Borisov for radio OH lines with the Arecibo observatory, Lunar Planet. Sci. Conf., 2020, no. 2326, p. 3078.

Charnoz, S. and Morbidelli, A., Coupling dynamical and collisional evolution of small bodies: An application to the early ejection of planetesimals from the Jupiter-Saturn region, Icarus, 2003, vol. 166, pp. 141–156.

Engelhardt, T., Jedicke, R., Veres, P., Fitzsimmons, A., Denneau, L., Beshore, E., and Meinke, B., An observational upper limit on the interstellar number density of asteroids and comets, Astron. J., 2017, vol. 153, pp. 133–143.

Eubanks, T.M., Efficient searches for galactic stream interstellar asteroids, Lunar Planet. Sci. Conf., 2019, no. 2132, p. 3262.

Gibbs, W.W., Alien comets may be common, analysis of 2I/Borisov suggests, Science, 2019, vol. 366, p. 558.

Hibberd, A., Perakis, N., and Hein, A.M., Sending a Spacecraft to Interstellar Comet C/2019 Q4 (Borisov), arXiv e-prints arXiv:1909.06348, 2019.

Hui, M.-T., Ye, Q.-Z., Fohring, D., Hung, D., and Tholen, D.J., Physical characterisation of interstellar comet 2I/2019 Q4 (Borisov), arXiv e-prints arXiv:2003.14064, 2020.

Jewitt, D., Luu, J., Kleyna, J.T., Hainaut, O.R., Jedicke, R., Wainscoat, R.J., Chambers, K.C., Keane, J.V., Petric, A., Denneau, L., Magnier, E., Berge, T., Hube, M.E., Flewelling, Heather., Waters, C., Schunova-Lill, E., and Chastel, S., Initial characterization of interstellar comet 2I/2019 Q4 (Borisov), Astrophys. J., 2019, vol. 886, pp. 29–35.

Laughlin, G. and Batygin, K., On the consequences of the detection of an interstellar asteroid, Res. Примечания Am. Astron. Soc., 2017, vol. 1, p. 43.

Levison, H.F., Morbidelli, A., Van Laerhoven, C., Gomes, R., and Tsiganis, K., Origin of the structure of the Kuiper belt during a dynamical instability in the orbits of Uranus and Neptune, Icarus, 2008, vol. 196, pp. 258–273.

Mann, I. and Jessberger, E.K., The in-situ study of solid particles in the Solar System, in Astromineralogy, Henning, T., Ed., Lecture Notes in Physics, 2010, vol. 815, pp. 233–257.

Manzini, F., Oldani, V., Ochner, P., and Bedin, L.R., Interstellar comet 2I/Borisov exhibits a structure similar to native Solar System comets, arXiv e-prints arXiv:2004.02033, 2020.

Meech, K.J., Weryk, R., Micheli, M., Kleyna, J.T., Hainaut, O.R., Jedicke, R., Wainscoat, R.J., Chambers, K.C., Keane, J.V., Petric, A., et al., A brief visit from a red and extremely elongated interstellar asteroid, Nature, 2017, vol. 552, pp. 378–381.

Opitom, C., Fitzsimmons, A., Jehin, E., Moulane, Y., Hainaut, O., Meech, K.J., Yang, B., Snodgrass, C., Micheli, M., Keane, J.V., Benkhaldoun, Z., and Kleyna, J.T., 2I/Borisov: A C2-depleted interstellar comet, Astron. Astrophys., 2019, vol. 631, pp. 8–12.

Postberg, F., Srama, R., Hillier, J.K., Sestak, S., Green, S.F., Trielo, M., and Grun, E., Simulating STARDUST: Reproducing impacts of interstellar dust in the laboratory, European Planet. Sci. Congress, 2008, p. 873.

Seligman, D. and Laughlin, G., The feasibility and benefits of in situ exploration of Oumuamua-like objects, Astron. J., 2018, vol. 155, pp. 217–229.

Shustov, B.M., On the mass spectrum of asteroids, meteoroids and space debris, INASAN Sci. Rep., 2019, no. 4, pp. 356–364.

Shustov, B.M. and Tutukov, A.V., The initial mass spectra of astronomical objects, Astron. Rep., 2018, vol. 62, pp. 724–732.

Xing, Z., Bodewits, D., Noonan, J., and Bannister, M.T., Water production rates and activity of interstellar comet 2I/Borisov, Lunar Planet. Sci. Conf., 2020, no. 2326, p. 2275.

Yang, B., Kelley, M.S.P., Meech, K.J., Keane, J.V., Protopapa, S., and Bus, S.J., Searching for water ice in the coma of interstellar object 2I/Borisov, Astron. Astrophys., 2020, vol. 634, pp. 6–10.

Zhang, Q., Ye, Q., and Kolokolova, L., Interstellar comet 2I/Borisov is single again, Astron. Telegram, 2020, no. 13618, p. 1.


Alien vs. Comet: Is the SETI “Wow!” Signal Dead? (Astroengine Video)

There’s a new hypothesis about what happened on August 15, 1977, and, sadly, it doesn’t involve aliens — just a photobombing comet. I was surprised about the controversy surrounding Antonio Paris’ research into the possibility of comets generating radio signals at 1420MHz and mimicking the famous “Wow!” signal nearly 40 years ago, so I decided to record Astroengine’s second YouTube video on the topic. Enjoy! And remember to subscribe and like, there’s a lot more to come!


Смотреть видео: Visitor from Interstellar Space (November 2022).