Небольшое ядро, мало воды и много пыли: новые данные о комете Борисова
Категория: Малые тела8 декабря 2019 года первая межзвездная комета 2I/Borisov прошла перигелий на расстоянии 2.006 а.е. от Солнца. Множество научных коллективов ведут наблюдения этой кометы, сравнивая ее с кометами Солнечной системы. За последние дни в Архиве электронных препринтов появилось сразу несколько научных работ, описывающих ее свойства – по наблюдениям как с наземных телескопов, так и с космического телескопа им. Хаббла.
Владислава Ананьева
«Хаббл» наблюдал комету Борисова 12 октября, когда ее гелиоцентрическое расстояние составило 2.369 а.е. Хвост кометы длиной минимум 40 угловых секунд тянулся в направлении, промежуточном между проекцией антисолнечного вектора на небесную сферу и вектором, направленным противоположно орбитальному движению кометы. Ориентация хвоста относительно Солнца позволила оценить характерные размеры пылинок – 100 мкм. Другими словами, хвост кометы Борисова образован крупной медленной пылью.
- По ориентации хвоста кометы удалось оценить характерные размеры пылинок – 100 мкм. Снимок получен «Хабблом» 12 октября 2019 года. Иллюстрация из работы: https://arxiv.org/pdf/1912.05422.pdf
Ядро кометы оказалось меньше, чем считалось ранее – его сферический эквивалентный радиус не превышает 500 метров. С другой стороны, отсутствие статистически значимого негравитационного ускорения ядра под действием реактивной силы газопылевых струй накладывает нижний предел на сферический эквивалентный радиус в 200 метров (при средней плотности, равной 0.5 г/куб.см). Темпы истечения газов лучше всего согласуются с радиусом ядра в 400 метров – скорее всего, эта оценка ближе всего к истине. Ядро кометы Борисова достаточно мало, чтобы скорость его вращения заметно изменилась во время пролета сквозь внутреннюю часть Солнечной системы.
В то же время наблюдения 2I/Borisov проведенные 30 ноября 2019 года на инструменте FLAMINGOS-2, установленном на телескопе Gemini South, привели к другим оценкам размеров ядра – 1.5 км, что примерно вдвое превышает значение, полученное с помощью «Хаббла». Авторы снимали комету в инфракрасных лучах, для которых мелкая пыль прозрачна – на этих снимках комета выглядит точечным источником. Оценка размеров ядра была сделана в предположении, что его альбедо в полосе K равно 0.07.
- Комета Борисова в видимых лучах (слева) и в инфракрасной полосе K (справа). Левый снимок получен 23 ноября 2019 года на Северном оптическом телескопе (NOT). Правый снимок получен 30 ноября 2019 года инструментом FLAMINGOS-2 на телескопе Gemini South. Приняв, что инфракрасное излучение приходит не из комы, а непосредственно из ядра, исследователи оценили его эквивалентный радиус в 1.5 км. Иллюстрация из работы: https://arxiv.org/pdf/1912.05628.pdf
Основное свечение, испускаемое комой и хвостом кометы – это солнечный свет, рассеянный пылью. Однако в спектре можно видеть также излучение в линиях циана CN (388 нм) и двухатомного углерода C2 (475 и 515 нм). Наблюдения, проведенные 1 и 5 ноября 2019 года с помощью спектрометра OSMOS, установленного на 2.4-метровом телескопе Hiltner, позволили оценить темпы потери этих веществ: (2.4 ± 0.2)·1024 молекул циана в секунду и (5.5 ± 0.4)·1023 молекул двухатомного углерода в секунду (~104 г/с и ~22 г/с, соответственно). Отношение темпов потери углерода и циана составляет 0.2 ± 0.1 – величина, типичная для комет Солнечной системы из семейства Юпитера.
Вместе с тем ледяных частиц в коме кометы не обнаружено. Еще одна группа исследователей наблюдала комету трижды – 19 сентября с помощью спектрографа SpeX на 3-метровом телескопе IRTF, 24 сентября с помощью спектрографа с помощью спектрографа GNIRS на 8-метровом Gemini, и 9 октября снова на IRTF. Никаких следов полосы водяного льда вблизи 1.5 мкм в спектре не оказалось. Это привело авторов к выводу, что количество ледяных частиц в коме не превышает 10%. Пыль кометы Борисова сухая и красноватая (спектральный наклон 6% на каждые 100 нм), что типично для ядер комет и астероидов D-типа Солнечной системы.
Возможно, лед не проявляется в спектре комы потому, что быстро сублимирует. Авторы оценили время жизни ледяной пылинки размером 100 мкм в 2·105 с (~2.3 суток). За это время ледяная пыль не успевает улететь далеко от ядра.
В целом комета Борисова похожа на немолодую комету Солнечной системы, уже утратившую значительную долю летучих.
Источники: https://arxiv.org/pdf/1912.05422.pdf
https://arxiv.org/pdf/1912.05318.pdf
https://arxiv.org/pdf/1912.05628.pdf
https://arxiv.org/pdf/1912.06161.pdf