Вы наверняка думаете, что у всех комет есть хвост. Однако ученые обнаружили как минимум одну комету без такового. Правда, исследователи пока не уверены в том, действительно ли это комета, астероид или какой-то гибрид обоих. Объект получил название Manx (астрономическое название C/2014 S3) и по составу схож с каменистыми телами из пояса астероидов Солнечной системы.

Будь то кусок хлеба или космический камень, лучший способ сохранить его – это поместить в холодильник. Солнечная система имеет свою собственную морозильную камеру: облако Оорта. Облако Оорта представляет собой гигантскую группу комет за орбитой Нептуна. Это так далеко от солнечного тепла, что температура в облаке Оорта может опускаться до минус 250 град.C и ниже! Холодное, темное место идеально подходит для сохранения древних реликвий с первых дней существования нашей Солнечной системы – в том числе бесхвостой кометы.

Несмотря на свое название, считается, что комета Мэнск на самом деле астероид. Астероиды представляют собой куски породы, оставшиеся от рождения планет земной группы Солнечной системы (Меркурий, Венера, Земля и Марс). Комета Мэнкс родилась вблизи Солнца 4,5 миллиарда лет назад, в то же время, когда и Земля. Вскоре после этого, злосчастный астероид был выброшен на край Солнечной системы. Миллиарды лет спустя, он был случайно обнаружен, в то время когда обратно отправился к Солнцу. Что-то ее подтолкнуло из Облака Оорта снова приблизиться к Солнцу. По своей новой орбите, бесхвостая комета будет пролетать по Солнечной системе с периодом в 860 лет!

Наша Солнечная система содержит тысячи астероидов, все они вращаются миллиарды лет вблизи Солнца. Кроме бесхвостой кометы. Комета Мэнкс наилучшим образом сохранилась в морозильной камере Солнечной системе – Облаке Оорта! Это первый из ранних астероидов из когда-либо наблюдавшихся. Это идеальное ископаемое молодой Солнечной системы. Оно много может рассказать нам о формировании Вселенной.

Во время своего путешествия кометы приближаются к Солнцу. Они нагреваются, лёд испаряется и образуется прекрасный «хвост». Комета Мэнкс состоит из другого материала, и поэтому у нее нет хвоста. Именно поэтому она была названа в честь знаменитой бесхвостой кошки Мэнкс.

На первый взгляд в комете C/2013 P2 (PANSTARRS) не было ничего необычного. Открытая в августе 2013 года за полгода до перигелия (ближайшей к Солнцу точки орбиты), она постепенно приближалась к нашей звезде по типичной траектории долгопериодической кометы. Обладая периодом обращения около ста тысяч лет, комета прилетела из облака Оорта – наиболее далёкого и холодного региона Солнечной системы, заполненного миллиардами ледяных кометных ядер, которые время от времени отправляются в путешествие к нашей звезде.

Подлетая к Солнцу, кометы из облака Оорта, миллиарды лет проскучавшие в ледяной изоляции, активно испаряются. Почувствовав солнечное тепло, нетронутые легкоплавкие поверхностные льды быстро превращаются в газ, завлекая с собой частички пыли; так формируется обширная кометная атмосфера – кома, вытягивающаяся в хвост.

Но C/2013 P2 оказалась чужой среди своих. Несмотря на близость к Солнцу, она оставалась практически голой. На детальных фотографиях вокруг ядра кометы просматривалась лишь крошечная, почти прозрачная газо-пылевая оболочка. Активность C/2013 P2 была в десятки раз ниже той, которую долгопериодические кометы обычно демонстрируют в «тёплом» близком регионе Солнечной системы.

За эту особенность учёный Гавайского университета Карен Мич прозвала такие объекты кометами-Мэнксами. Она сравнила малоактивные бесхвостые кометы с кошками бесхвостой породы, которая естественным путём зародилась на британском острове Мэн.

Спектральный анализ объекта лишь добавил интриги. Оказалось, что поверхность C/2013 P2 очень красная, не похожая на поверхность кометных ядер или астероидов главного пояса, а скорее напоминающая то, что наблюдается у некоторых (ультракрасных) объектов из пояса Койпера. Эволюционная принадлежность первой кометы-Мэнкса до сих пор не очерчена чётко.

Спустя год с небольшим был открыт другой похожий объект – C/2014 S3 (PANSTARRS). Как и его предшественник, он подошёл довольно близко к Солнцу по типичной орбите долгопериодической кометы (с периодом 860 лет), показывая лишь минимальный уровень кометной активности. Но инфракрасный спектр нового объекта показал линию поглощения на длине волны 1 мкм: особенность, не характерная для неактивных кометных ядер, но типичная для каменных астероидов внутренней части Солнечной системы!

Но как астероид мог оказаться на окраинах солнечных владений? Модели формирования и ранней эволюции Солнечной системы предсказывают, что в самом начале между орбитами Марса и Юпитера сформировался массивный пояс каменных астероидов. Из него даже можно было бы собрать ещё одну планету размером с Землю, но разрушающее гравитационное влияние гиганта-Юпитера препятствовало этому.

Казалось бы, первичный пояс астероидов просуществует в первозданном виде миллионы лет, но гигантская планета начала приближаться к нему извне, огромным космическим миксером вмешавшись в ситуацию. В результате почти все астероиды были выброшены за пределы Солнечной системы, а оставшаяся часть пояса, несмотря на его разнообразие и богатство, лишь небольшая часть былого великолепия. Некоторые астероиды, хоть и не покинули зону влияния Солнца, оказались на самых её окраинах – в облаке Оорта. Такие объекты время от времени приближаются к нам по типичным для комет орбитам. C/2014 S3 – один из них.

Сколько астероидов попало в облако Оорта? Одного объекта недостаточно, чтобы сделать точные оценки. А они важны, поэтому что позволят уточнить модели формирования Солнечной системы, лучше понять картину, происходившую в реальности.

Астрономы наращивают поисковые мощности, с каждым днём растёт количество открываемых малых тел Солнечной системы. Изредка обнаруживаются и новые кометы-Мэнксы, хотя почти все они – настоящие кометные ядра, истощённые за многократные возвращения к Солнцу. C/2014 S3 – до сих пор единственный астероид среди комет-Мэнксов, лишь первый шаг к изучению уникального класса объектов. Поиски продолжаются.

Внесем ясность. Астероиды в основном состоят из камня, кометы – из льда. Объект Manx не рассматривается настоящей кометой, поскольку в ее составе обнаружен камень. В то же время объект не рассматривается и чистым астероидом, поскольку его поверхность покрыта льдом. Кометный хвост же отсутствует у C/2014 S3 потому, что тех объемов льда, которые находятся на его поверхности, недостаточно для его образования.

Ученые считают, что Manx берет свое начало из облака Оорта, служащего источником долгопериодических комет. В то же время имеется предположение, что C/2014 S3 является астероидом-неудачником, который по какой-то случайности оказался в самой холодной части нашей системы. Таким образом, если последнее предположение верно, то Manx является первым обнаруженным ледяным астероидом, если нет, то перед нами первая встретившаяся нам каменистая бесхвостая комета.

Исторически сложилось так, что кометы и астероиды принадлежат двум разным категориям. В одном углу у вас есть ледяные кометы с длинными призрачными хвостами газа и пыли. В другом – тусклые каменистые астероиды на орбите между Марсом и Юпитером.

Однако последние исследования показывают, что различия между этими двумя классами объектов довольно туманные, как сами хвосты комет. К примеру, астрономы находят астероиды, крайне похожие на кометы, и наоборот.

«Мы наблюдаем за тем, как стирается грань между астероидами и кометами», – заявил планетолог Генри Се из Тайваньской академии наук.

Под кометами, как правило, подразумеваются куски льда и пыли, похожие на грязные снежки. Они содержат летучие химические вещества – диоксид углерода, аммиак и метан, и были образованы далеко от Солнца, где достаточно холодно, чтобы эти соединения могли стабилизироваться. Кометы вращаются на длинных вытянутых орбитах, проводя большую часть своего времени за орбитой Нептуна и приближаясь к Солнцу раз в несколько десятилетий или даже тысячелетий. По мере приближения к теплу Солнца, льды начинают таять и превращаются в газы, которые сдуваются вместе с пылью солнечным ветром и образуют туманный покров – кому. Солнечный ветер и радиация вытягивают эту кому в хорошо известный хвост кометы.

Между тем, астероиды состоят в основном из камня и металла, что делает их гораздо плотнее комет. Они по большей части инертны и не сильно изменились с момента образования порядка 4,6 миллиарда лет назад. Большинство астероидов находится в главном поясе астероидов между Марсом и Юпитером, укрепились на довольно стабильных круговых орбитах.

Несмотря на различия между ними, астроиды и кометы во многом похожи. Кроме того, что эти объекты блуждают по космосу, как комету, так и астероид недавно посещали космические аппараты. Европейский зонд «Розетта» спустил лабораторию «Филы» на комету впервые в истории; в 2005 году японский космический аппарат приземлился на астероид и вернул образцы с его поверхности.

Как комета, так и астероид описывались в голливудских фильмах. В 1998 году два фильма о космических катастрофах изобразили угрозу Земле от кометы («Столкновение с бездной» – без Брюса Уиллиса) и астероида («Армагеддон» – с Брюсом Уиллисом).

Ученые обнаружили еще несколько непонятных сходств между астероидами и кометами. Около 10 лет назад ученые начали открывать объекты в поясе астероидов, которые извергают газ и пыль, подобно кометам, говорит планетолог Скотт Шеппард из Научного института Карнеги в Вашингтоне.

Не так давно Шеппард и Чад Трухильо из обсерватории «Джемини» объявили о том, что обнаружили слабый хвост у известного астероида в главном поясе. На сегодняшний день ученым известны более десятка таких объектов, их называют кометы главного пояса – или активные астероиды, в зависимости от того, у кого вы спросите. Шеппард полагает, что порядка сотни таких может быть в главном поясе.

В отличие от обычной кометы, хвост которой растет при приближении к Солнцу, активный астероид, вероятно, вертится так быстро, что рассеивает пыль, которую образует хвост. Никто не знает, что становится причиной активности комет главного пояса, но, скорее всего, виной тому быстрое вращение или столкновения, которые приводят к тому, что льды, погребенные под поверхностью, сублимируют и производят струи газа.

Не только активные астероиды размывают границы. Планетолог Карен Мич из Гавайского университета в Маноа и ее коллеги объявили, что обнаружили нечто похожее на две кометы без хвостов. Их назвали кометами Мэнкс, в честь бесхвостых мэнских котов. Два удивительно пассивных объекта вынырнули из облака Оорта, далекого хранилища комет.

Один из этих объектов, C/2013 P2, может принадлежать к типу, который предложил в 1950 году астроном Ян Оорта (который, собственно, и предсказал существование облака Оорта). По мнению Оорта, некоторые из объектов в облаке Оорта должны быть покрыты слоем «глазури», которая сгорает после единичного прохождения рядом с Солнцем, в результате чего на орбите кометы возникает бесхвостый объект. C/2013 P2 очень красный, похожий на объекты пояса Койпера, коллекцию сотен тысяч холодных ледяных тел за орбитой Нептуна, но находится ближе к Солнцу, чем облако Оорта.

Ученые до сих пор анализируют второй обнаруженный объект, C/2014 S3, но пока он похож на астероид главного пояса, что позволяет предположить, что когда-то он в этом поясе находился. Это интересно, потому что одно из последних компьютерных моделирований показало, что в далеком прошлом орбиты внешних планет вроде Юпитера и Сатурна могли сдвинуться, и пока они двигались, они выталкивали астероиды из облака Оорта. С находкой C/2014 S3 ученые, возможно, обзавелись доказательствами, подтверждающими эту теорию – также они опровергают теорию того, что астероиды всегда обнаруживаются недалеко от Солнца, а кометы – всегда далеко.

Астрономы приходят к мысли о том, что астероиды и кометы в сущности представляют целый спектр объектов. Вместо того чтобы делить все объекты на две группы, астероиды и кометы могут быть двумя экстремумами целого вороха объектов, с разной активностью, содержанием льда и камня. Астрономы обнаружили водяной лед на поверхности астероида Фемида из главного пояса, а также водяной пар, который выходит из Цереры, крупнейшего объекта в поясе астероидов.

В конечном счете то, к какой категории вы отнесете отдельный объект, не так уж и важно, считает планетолог Анита Кокран из Техасского университета. Ученые (как она) заинтересованы в изучении самих объектов и того, как те образовались. Будучи «динозаврами» возрастом в 4,6 миллиарда лет, астероиды и кометы могут помочь ученым понять происхождение Солнечной системы, как ты их ни назови.

На самой заре формирования Солнечной системы, химический состав протопланетного диска был запечатлён внутри планетизмалей – небольших объектов, из которых впоследствии образовались планеты и другие крупные тела. Если по каким-либо причинам такой объект «улетал» на задворки Солнечной системы, то он с большей вероятностью больше не участвовал в активных процессах, которые протекали вблизи Солнца. Именно по этой причине астрономы так интересуются кометами и другими небесными телами, которые могут быть прямыми свидетелями событий, происходивших миллиарды лет назад, а их химический состав поможет узнать то, как формировалась наша Солнечная система.

На сегодняшний день существует несколько моделей, которые более-менее корректно описывают то, как образовывались и эволюционировали планеты до их современного вида. Однако предсказания этих моделей сильно отличаются в том, что представляют собой дальние области Солнечной системы. Например, такие как облако Оорта, которое, как полагают астрономы, образовалось в результате гравитационных эффектов планет-гигантов, «вытолкавших» небольшие тела прочь от Солнца, и откуда теперь к нам прилетает большинство долгопериодических комет.

Одна из моделей говорит нам о том, что практически все объекты из облака Оорта должны быть по составу похожими на кометы – объекты, состоящие из льда, замороженных газов и пыли. По другой – наряду с ледяными образованиями там должны находиться и каменные тела, из которых формировались планеты вроде нашей Земли или Марса.

Вернёмся всё-таки к бесхвостой комете. 22 сентября 2014 года телескопы системы Pan-STARRS зафиксировали малоактивную комету C/2014 S3 на расстоянии немногим больше двух астрономических единиц от Солнца. Орбита кометы совпадала с орбитами долгопериодических комет, однако у обнаруженного объекта отсутствовал характерный для обычных комет хвост, за что его назвали мэнксом, в честь породы бесхвостых котов.

Однако самое интересное обнаружилось после того, как с помощью Очень большого телескопа (VLT) был получен спектр излучения космического тела. Оказалось, что он соответствует каменным астероидам из внутренних областей Солнечной системы. А очень небольшая пылевая оболочка вокруг C/2014 S3 говорит о том, что эта бесхвостая комета скорее всего не сталкивалась с другими космическими телами на всём протяжении своей жизни.

Всё это указывает на то, что C/2014 S3 – это объект, на самом раннем этапе формирования Солнечной системы выброшенный в область облака Оорта, где он просуществовал практически без изменений до наших дней. Если в ближайшее время удастся обнаружить ещё по крайней мере около сотни таких «бесхвостых котов», прилетающих к нам из облака Оорта, тогда можно будет уже сделать выбор в пользу одной из моделей формирования планетарной системы.

По словам Карен Мич, ведущего автора исследования: «Нам известно множество астроидов, но все они на протяжении миллиардов лет «запекались» вблизи Солнца. Комета C/2014 S3) – это первый доступный для наблюдений «сырой» астроид, который сохранился до наших дней в самом лучшем морозильнике».