< О составе поверхности и климатических поясах Плутона

C/2017 K2 (PANSTARRS): комета из облака Оорта на гиперболической орбите

К Солнцу приближается комета C/2017 K2 (PANSTARRS), находящаяся на гиперболической орбите и проявившая признаки активности еще на расстоянии 23.7 а.е. от Солнца. Скорее всего, эта комета из облака Оорта впервые пройдет мимо Солнца, ее активность обусловлена испарением очень летучих льдов (азота, угарного газа, молекулярного кислорода). Наблюдения кометы провел космический телескоп им. Хаббла.

---

Владислава Ананьева

Кометные ядра – остатки древнейшей примитивной материи, из которой сформировались планеты и спутники Солнечной системы. Считается, что они содержат вещество, меньше всего изменившееся за прошедшие 4.6 млрд. лет. Известны два крупных резервуара кометных ядер – пояс Койпера и облако Оорта, в первом объекты не нагреваются выше ~40К, во втором – выше ~10К. 

Однако инертные кометные ядра на таких расстояниях не видны. Они становятся заметны в случае, когда в результате гравитационного возмущения со стороны планет, столкновения или иных причин меняют орбиту и направляются во внутреннюю часть Солнечной системы. Там под действием солнечного света и тепла летучие льды, входящие в состав кометных ядер, начинают сублимировать, образующиеся газовые струи увлекают за собой пыль – и вокруг кометного ядра возникает кома, а затем и хвост.

Большинство известных комет начинает проявлять активность только внутри орбиты Юпитера, и основной движущей силой этой активности является сублимация водяного льда. Однако иногда эта активность проявляется гораздо дальше, на большом удалении от Солнца. Предложено несколько гипотез, объясняющих такую «дальнюю» активность. Среди них – столкновение с астероидом, кристаллизация аморфного льда, происходящая с выделением энергии, химические реакции со свободными радикалами, образовавшимися под действием космических лучей, сублимация очень летучих льдов, и др.

Чаще всего кометы проявляют «дальнюю» активность на отлетной траектории, уже после прохождения перигелия. В этом случае ее объясняют малой теплопроводностью кометного вещества и медленным движением волны тепла вглубь ядра, где могут сохраняться залежи наиболее летучих веществ. Именно этой причиной объяснили вспышку активности кометы Галлея, произошедшую на расстоянии 14 а.е. от Солнца (перигелий кометы Галлея расположен на расстоянии 0.6 а.е.). 

Однако в редчайших случаях кометы начинают проявлять «раннюю» активность еще на подлетной траектории, когда кометное ядро движется из глубокого космоса и имеет очень низкую температуру. Хорошим примером этого стала комета C/2017 K2 (PANSTARRS), обнаруженная 21 мая 2017 года. Комета имеет гиперболическую орбиту с эксцентриситетом 1.00025 и наклонением 87.6°, 21 декабря 2022 года она пройдет перигелий на расстоянии 1.811 а.е. и навсегда уйдет в межзвездное пространство. 

Как считают первооткрыватели, вряд ли эта комета имеет межзвездное происхождение, ее эксцентриситет слишком близок к единице. Скорее всего, она пришла из облака Оорта и под действием неких возмущений приобрела дополнительный импульс, превративший ее орбиту в незамкнутую. 

После открытия кометы ее траекторию проследили в прошлое и обнаружили ее на снимках 3.6-метрового Франко-Канадско-Гавайского телескопа (CFHT), сделанных 12 и 13 мая 2013 года. Диффузный вид кометы означал, что она проявляла активность уже на расстоянии 23.7 а.е. от Солнца, когда температура ядра не превышала 60-70К!

27 июня 2017 года комету наблюдал космический телескоп им. Хаббла. «Хаббл» обнаружил слегка асимметричную кому (пока без хвоста) радиусом 9 угловых секунд (~100 тыс. км). Внутри центральных 5 угловых секунд кома выглядела центрально симметричной, небольшая асимметрия наблюдалась на большем радиусе, причем отклонение не было направлено ни в антисолнечном направлении, ни вдоль траектории кометы. Характер спадания яркости в коме и отсутствие хвоста говорили об отсутствии влияния на кому давления солнечного света. Радиус кометного ядра не превышал 9 км.

Предположив, что частицы пыли, образующие кому, были выброшены незадолго до времени наблюдений в 2013 году, исследователи оценили скорость разлета пыли в ~1 м/с. Это на два порядка ниже скорости молекул газа при 60-70К, а значит, пылинки там достаточно крупные, с размерами более 0.1 мм.

Рассмотрев все возможные варианты, авторы исследования пришли к выводу, что активность C/2017 K2 (PANSTARRS) вызвана сублимацией очень летучих льдов, расположенных вблизи поверхности ядра. А раз так, то она, видимо, никогда ранее не приближалась к Солнцу. Изучение кометы, приходящей прямо из облака Оорта, вызывает большой интерес и наверняка привлечет пристальное внимание научного сообщества. 

Источник: https://arxiv.org/pdf/1709.10079.pdf

---