Почему объект Оумуамуа — это не корабль пришельцев

Почему объект Оумуамуа — это не корабль пришельцев

Все мы любим смотреть на звезды и втайне надеяться, что не одиноки в этой сумрачной галактике. Особенно сильно повстречать инопланетян мечтают некоторые ученые — настолько, что выстраивают вокруг подходящих космических тел целые конспирологические теории. Или не такие уж конспирологические…?

Объект Оумуамуа — первый межзвездный астероид, прилетевший в нашу родную Солнечную систему. По мнению исследователей, его возраст может достигать миллиардов лет, а движется он с такой скоростью, что догнать его не способен ни один из ныне существующих космических кораблей. Астероид был открыт в 2017 году и с тех пор не прекращает вызывать бурные дискуссии о своем происхождении и возможной миссии.

Вместе с астрофизиком и писателем Итаном Зигелем (его статью на Medium перевел для нас Александр Заяч) разбираемся, что не так с Омуамуа, и решаем, ждать ли в ближайшее время нашествие зеленых человечков.


На этом очень подробном комбинированном изображении в самом центре изображён межзвездный объект Оумуамуа. Он окружен тусклыми следами звезд, размазанных по мере того, как телескопы отслеживали движущийся межпланетный объект. Это изображение было создано путем объединения нескольких изображений Very Large Telescope Европейской Южной Обсерватории, а также Южного телескопа Обсерватории Джемини. Объект обведён синим кружком и лишён окружающей пыли.

Ави Лоэб говорит, что это пришельцы. Никто из астрономов не согласен. Объясняем, почему.

В 2017 году произошло уникальное астрономическое событие: впервые мы увидели объект, происхождение которого кроется за пределами Солнечной системы. Это быстро стало предметом горячих споров. Была ли это комета, хоть и с необычной орбитой? Это был астероид, потому что у него не было заметного хвоста? Или это было что-то совершенно уникальное: некий визитёр из других уголков галактики и первый пример совершенно нового класса объекта? Его назвали Оумуамуа, в переводе с гавайского — «посланец издалека». Он стал зрелищным открытием и примером того какие объекты могут существовать в межзвёздном пространстве.

Но один учёный проигнорировал львиную долю исследований, проведённых другими профессионалами, которые специализируются в этой области. Он был очарован собственной гипотезой, и отправился в публичный крестовый поход, чтобы убедить мир в наименее вероятном объяснении этого явления: инопланетяне. В течение последних четырёх лет гарвардский астроном Ави Лоэб появлялся во всех средствах массовой информации, чтобы заручиться общественной поддержкой идеи, которая абсолютно не соответствует научным данным. Несмотря на громкие заявления в различных источниках, в том числе в новой книге Лоэба «Инопланетяне: Первый признак жизни вне Земли», эту гипотезу не стоит воспринимать всерьёз. Прямой взгляд на доказательства показывает нам, почему.

Орбиты планет и комет, наряду с другими небесными объектами, регулируются законами вселенской гравитации. Все объекты, которые гравитационно привязаны к нашему Солнцу, имеют эксцентриситет менее 1, в то время не привязанные объекты, имеют эксцентриситет более 1. Эксцентриситет более 1,06 или около того указывает на происхождение за пределами нашей Солнечной системы

Согласно закону гравитации, каждый объект, находящийся под гравитационным воздействием Солнца, будет двигаться по одной из четырех орбитальных траекторий:

  • круглая, с эксцентриситетом 0,
  • эллиптическая, с эксцентриситетом больше 0, но меньше 1,
  • параболическая, с эксцентриситетом в точности равной 1,
  • или гиперболическая, с эксцентриситетом больше 1.

До 2017 года мы видели несколько объектов с эксцентриситетами, которые были 1 или больше, но только на крошечную сумму: значения типа 1.0001 или около того. Даже запущенный гравитацией Юпитера самый быстро движущийся объект Солнечной системы обладает эксцентриситетом 1.06. Этого почти достаточно, чтобы выйти из-под воздействия гравитации Солнца. К тому времени, как такой объект попадет в межзвездное пространство, его скорость составит ~1 км/с, или даже меньше.

С Оумуамуа дела обстоят совершенно иначе.  Сразу стало ясно, что этот объект — нечто особенное, так как его эксцентриситет составлял около 1.2, а скорость, на момент выхода из Солнечной системы, — 26 км/с. Это был самый быстро движущийся естественный объект, который покинул Солнечную систему. Такой феномен был бы невозможен даже при идеальном гравитационном взаимодействии с планетой, подобной Юпитеру или Нептуну, не говоря уже о том, что они не пересекались с Оумуамуа. Было очевидно, что объект возник вне нашей системы.

Обсерватория Pan-STARRS1 на вершине вулкана Халеакала на закате. Постоянно сканируя все видимое небо, Pan-STARRS может автоматически найти любой достаточно яркий движущийся объект в пределах нашей Солнечной системы. Открытие Оумуамуа было сделано именно так: его движение отслеживали относительно фона неподвижных звезд

Теоретически это один из объектов, которых мы давно ожидали, но до сих пор не нашли: аналог астероидов, комет, объектов пояса Койпера и облака Оорта, но из других звёздных систем. Мы давно знаем, что такие объекты регулярно улетают с нашего собственного космического заднего двора, и, вероятно, уже миллиарды лет, с тех пор, как образовалась Солнечная система. Мы были свидетелями формирования других звёздных систем, и мы предвидели, что на каждую звезду в нашей галактике должны приходиться миллионы или даже миллиарды таких объектов.

Согласно симуляциям и расчётам, многие из этих объектов должны ежегодно проходить через нашу Солнечную систему, но мы не сможем их идентифицировать, если не начнем делать регулярные, снимки ночного неба с большой чувствительностью. Именно этим телескоп Pan-STARRS1 (см. выше) – предшественник строящейся Обсерватории Веры Рубин — занимается уже много лет, и именно этот телескоп открыл Оумуамуа. Он знаменует первое обнаружение межзвёздного объекта, и именно на этом термине учёные, в конце концов, остановились, когда дело дошло до классификации этого объекта.

Примерный путь межзвёздного объекта, известного теперь как Оумуамуа. Сочетание скорости, угла, траектории и физических свойств — всё это приводит к выводу, что объект прилетел из-за пределов нашей Солнечной системы, однако мы смогли его обнаружить только тогда, когда он пролетел мимо Земли и уже покидал Солнечную систему

Объект подобрался на редкость близко к Солнцу: он прошёл вглубь орбиты Меркурия, туда, где наши телескопы редко сканируют, потому что вы никогда не захотите случайно направить свой телескоп на Солнце. Мы смогли увидеть его, когда он уже находился на расстоянии 23 миллионов километров от Земли.

Когда объект приблизился к Солнцу, он двигался невероятно быстро: до 88 км/с, или в три раза быстрее, чем Земля движется по орбите вокруг Солнца. Нам повезло, что мы его вообще запечатлели. Он был маленький (всего около 100 метров в длину), бледно-красного цвета, похожий на троянские астероиды, которые мы видим на орбите вокруг Юпитера. Его цвет отличается от ледяных тел, о которых мы знаем, и не совпадает ни с кометами, ни с объектами пояса Койпера, ни с кентаврами. Последующие наблюдения выявили некоторую скучность Оумуамуа, так как он не отображал ни молекулярных, ни атомных поглощений, ни эмиссионных признаков. На самом деле, если бы не две странные особенности этого объекта, мы могли бы сказать о нём очень мало, кроме того, что он существует и имеет ту траекторию, которую мы видели.

Благодаря пятнадцатикратным колебаниям яркости, наблюдаемым в межзвездном объекте Оумуамуа, астрономы смоделировали, что это, скорее всего, вращающийся вытянутый объект. Соотношение его длины и ширины, скорее всего, приблизительно 8 к 1, что делает его форму похожей на речную гальку

Первая странность Оумуамуа была замечена в октябре 2017 года вскоре после открытия. Поскольку он находился относительно близко к Земле, но при этом очень быстро удалялся, у нас было крайне мало времени для проведения наблюдений, поэтому множество телескопов как можно скорей настроилась на эту межзвездную аномалию. За 3,6 часа — но не с точностью часового механизма — объект пятнадцатикратно менял яркость. Такие объекты, как кометы или астероиды, могут менять яркость в несколько процентов или даже в 2 раза, но в 15 раз — это неслыханно. Основное объяснение данного феномена заключается в том, что объект должен быть вытянутым и вращающимся, что объясняет сильные колебания яркости.

Это объяснение подходит, потому что если не существует какого-то механизма для затуманивания света от этого предмета, например, межзвездного аналога двухцветного спутника Сатурна под названием Япет, или пыли, или газовыделений, большие колебания яркости могут объяснить изменение видимых размеров предмета. Представляется очевидным, что объект вращается, но само появление объекта вытянутого, как камешек, который долгое время находился в реке или океане, делает его изучение ещё более интересным.

Номинальная траектория межзвёздного астероида Оумуамуа, рассчитанная на основе наблюдений 19 октября 2017 г. и далее. Наблюдаемая траектория отклоняется от предполагаемой под действием ускорения ~5 мкм в секунду, что немного, но достаточно существенно, чтобы требовать объяснения

Вторая странность обнаружилась, когда мы отследили путь Оумуамуа из Солнечной системы. Мы наивно полагали, что он будет следовать по гиперболической орбите, так как единственная сила, действующая на него, будет гравитационной. Однако мы обнаружили, что его траектория не совсем соответствует нашим ожиданиям. Это было похоже на дополнительное ускорение, как будто что-то незаметное толкает её в дополнение к влиянию гравитации.

Конечно, для дополнительного ускорения может быть много причин. Мы видели, как космические корабли ускоряются именно таким образом, когда они неравномерно нагреваются, и асимметричное вращающееся тело очень хорошо подходит под этот профиль. Кроме того, могла быть какая-то форма газовыделения, исходящая от Оумуамуа. Единственной особенностью, которую мы могли проверить, было отсутствие хвоста, но это исключало только ледяную природу. Учитывая его небольшой размер и большое расстояние до него, мы пришли к выводу, что вокруг него нет комы, но не можем сказать ничего о том, выделяет ли он газ в принципе, однако это весьма вероятно.

Большинство астероидов нашей Солнечной системы содержат значительное количество летучих соединений и часто могут образовывать хвосты при приближении к Солнцу. Несмотря на то, что Оумуамуа, возможно, не имел идентифицируемого хвоста или комы, весьма вероятно, существует астрофизическое объяснение его поведения, которое связано с газовыделением, и уж точно не имеет никакого отношения к пришельцам

С момента открытия Оумуамуа астрофизическое сообщество написало о нем много работ, объединяющих опыт, который мы извлекли из этого открытия. Оно синтезировало наши ранее существовавшие теории с новыми наблюдениями, чтобы создать целостную картину того, что может скрываться в межзвёздном пространстве. Отдельный объект, такой как Оумуамуа, может проходить так близко к звезде в Млечном Пути только раз в ~100 триллионов (10¹⁴) лет, или примерно в 10 000 раз больше, чем существует Вселенная.

Как же нам тогда повезло его увидеть?

Это из-за их огромного количества. По некоторым оценкам, в нашей галактике порядка ~10²⁵ межзвёздных объектов. Учитывая невероятное количество таких объектов, можно полагать, что они будут проходить через нашу Солнечную систему до нескольких раз в год. Если у нас будут правильные инструменты, сканирующие небо достаточно часто, достаточно полно, без загрязнения и достаточно больших размеров, мы сможем за ними наблюдать. Многие предполагали, что Оумуамуа – уникальное явление. Астроном Грегори Лафлин заявил: «это было время Оумуамуа». Но всего два года спустя мы нашли второго межзвездного странника – комету Борисова.

Серия наблюдений за межзвездным объектом 2I/Борисова с помощью космического телескопа Хаббл длится семь часов и была сделана на расстоянии 162 миллионов километров. Отчётливо виден синий кометообразный хвост объекта, летящего на фоне звёзд. Скорость объекта 68000 км/ч, это самый быстрый природный объект, обнаруженный в нашей Солнечной системе

Комета Борисова, обнаруженная в августе 2019 года, стала вторым примером объекта, пришедшего из-за пределов Солнечной системы. Она сильно отличается от Оумуамуа. Сравнивая их, мы обнаруживаем, что комета Борисова:

  • Имеет эксцентриситет 3,35, почти втрое больше любого другого известного объекта;
  • Имеет очень большой диаметр — около 6 километров, в сравнении с Оумуамуа с диаметром 0,1-0,3 км,
  • Похожа на комету с чистой комой и длинным хвостом, богатым цианидом и углеродными газами.

Эта комета, в отличие от Оумуамуа, имеет знакомый нам вид. Почему же эти два объекта так сильно отличались друг от друга?

Тут надо понимать, что на этот вопрос может быть много ответов. Возможно, они не настолько разные, но Оумуамуа был слишком мал, чтобы подробно измерить с помощью имевшихся у нас в 2017 году инструментов. Мы обнаружили комету Борисова, когда она находилась на пути в Солнечную систему, что дало нам много времени на изучение, а Оумуамуа мы засекли только тогда, когда он уже был на пути к выходу. Возможно они разные, потому что их вообще бывает много видов: одни — планетезимали, другие – камни безо льда, третьи были обветрены миллиардами лет путешествий в межзвёздном пространстве и т.д. Способ ответить на такой вопрос — построить более совершенные приборы, собрать больше данных, увеличить размер нашей выборки и приняться за детальное изучение этих межзвёздных объектов всякий раз, когда они пройдут достаточно близко для того, чтобы их можно было наблюдать.

Если сравнивать их с рядом других известных объектов, зародившихся в Солнечной системе, межзвёздные объекты 1I/Оумуамуа и 2I/Борисова очень сильно отличаются друг от друга. Комета Борисова очень хорошо вписывается в кометноподобные объекты, в то время как Оумуамуа, похоже, почти лишён летучих веществ. Узнать, почему это так — задача, которую человечеству еще предстоит решить

У нас есть богатый научный материал, который астрономическое сообщество создаёт для этих новых классов объектов. Мы предполагали, что межзвёздная среда окажется заполнена осколками сотен миллиардов солнечных систем по всему Млечному Пути, и благодаря последним достижениям в нашей технологии, мы наконец-то начали их обнаруживать. Пока у нас есть только два таких объекта, но ближайшие годы — если предположить, что нагромождения спутников не испортят нам вид — должны помочь нам лучше понять и классифицировать эти объекты.

Если, конечно, мы не решим воспользоваться фундаментально ненаучным подходом Ави Лоэба, и не будем настаивать на инопланетном происхождении первого из этих объектов. Лоэб, принимавший непосредственное участие в проекте «Breakthrough Starshot», вместе с коллегами и студентами писал статьи, в которых настаивал, что Оумуамуа является инопланетным световым парусником с той же вероятностью, что и одним из ожидаемых ~10²⁵ естественно встречающихся объектов в нашей галактике. Несмотря на то, что спектральные характеристики объекта — его цвет, отражательная способность, размер и т.д. — соответствуют естественному происхождению, Лоэб предлагает громкие, нескромные догадки о пришельцах в сочетании с филлипиками о мышлении толпы. В сочетании с неполнотой данных об объекте, опровергнуть его слова невозможно.

Здесь изображён космический корабль IKAROS, экспериментальный солнечный парусник. Воспользовавшись давлением солнечной радиации, такой объект может двигаться в пространстве с ускорением куда больше того, что позволяет одна гравитация. Однако предположения о том, что объект, похожий на астероид, является инопланетным космическим кораблём, серьёзного научного рассмотрения не заслуживают

Что в такой ситуации должен делать ответственный учёный? В этой области работают сотни астрономов, и Лоэб продолжает игнорировать их всех — их работу, их данные, их выводы и полный набор доказательств под рукой. Вместо этого он зациклился на своей собственной идее, для подкрепления которой просто нет убедительных данных. Он утверждает, что не ищет внимания общественности, но мой собственный почтовый ящик показывает, что это ложь. До 2017 года я получал 0 электронных писем от Ави Лоэба; с 2018 года я получил 74 письма от него и ещё больше — от его учеников. Все они были непрошены; почти все они демонстрируют его точку зрения об объекте, включая причудливое утверждение, что астрономы каким-то образом сопротивляются рассмотрению возможности разумного происхождения. Учитывая, что учёные по всей планете ищут жизнь в других местах нашей Солнечной системы, астрономы ищут биосигнатуры на экзопланетах и в межзвездных материалах, и что SETI продолжает искать техносигнатуры, это утверждение противоречит огромному набору доказательств.

Лоэб некогда был уважаемым учёным, который внёс важный вклад в астрофизику и космологию, особенно когда речь шла о черных дырах и первых звёздах. Но его работа над внеземными сигналами по-прежнему не находит поддержки в обществе — это столь же оправданно, как игнорирование сопоставимой идеи чайника Рассела. Вместо того, чтобы начать защищать свою точку зрения, он полностью перестал слушать других астрономов, вместо этого решив попробовать принести свои научные идеи в самое ненаучное место из возможных: на суд общественного мнения. Лоэб, как и все, имеет свободу выбора, как именно хоронить свои карьеру и репутацию. В то время как возможность существования пришельцев, несомненно, привлечёт большое внимание общественности, эти одиозные утверждения при отсутствии даже скромных подкрепляющих доказательств, будут вполне заслуженно оставаться далеко за пределами научного мейнстрима.