Астрофизики описали новый
способ поиска межзвездных объектов, подобных астероиду Оумуамуа или комете 2I/Борисова. Он основан на
наблюдении кратковременных затмений звезд — покрытий. Такой метод уже используется для поиска тел пояса Койпера и
облака Оорта, а более далекие астероиды и кометы следует искать по характерной для них и для звезд вдали от плоскости эклиптики длительности в одну десятую секунды,
пишут авторы в препринте на сервере arXiv.org.
На данный момент ученым
однозначно известно о существовании двух крупных тел, прибывших в Солнечную
систему извне — это астероид Оумуамуа и комета 2I/Борисова. В обоих случаях установить внесолнечное
происхождение удалось благодаря прямым наблюдениям объектов и определению
параметров траекторий, в первую очередь эксцентриситета.
Но возможно и непрямое обнаружение далеких тел. В частности, для этого используется метод
покрытий, который заключается в измерении падения блеска яркого объекта при
блокировании его света расположенного ближе тусклым телом. Характер зависимости
изменения потока от времени позволяет при этом определять некоторые параметры
темного тела — например, размер.
Астрофизики во главе с
Ави Лебом (Avi Loeb) из
Гарвардского университета предложили использовать этот же метод для поиска
новых межзвездных тел на подлете к Солнечной системе. Их идея заключается в постоянном
мониторинге большого количества звезд вдали от плоскости эклиптики с очень
высокой частотой кадров. По их оценкам такая программа позволит находить по
несколько новых межзвездных тел в год.
Так как звезды и
затмевающие их тела на столь большом расстоянии обладают малыми угловыми
размерами, то пользоваться приближением геометрической оптики недопустимо. Отклонение
от простейшего случая выражается в том, что свет будет испытывать дифракцию
Френеля, из-за которой падение потока не монотонно, а будет испытывать
несколько колебаний, зависящих от относительных размеров затмевающего тела и характерного
масштаба дифракции, зависящего от длины волны и удаленности звезды.
Согласно проведенному анализу, лучше всего подходят звезды 14-ой величины в фильтре R, так как таких светил
много, а вызываемое снижение яркости будет заметными для регистрации. При этом
отделить случаи покрытия межзвездными телами от объектов пояса Койпера или
облака Оорта можно будет по времени и положению на небе: вдали от плоскости
эклиптики не ожидается тел из пояса, а характерное время для тел из облака
оказывается гораздо больше — 1 секунда против 0,1.
Астрономы
предлагают непрерывно следить за всеми звездами с яркостью от 13,5 до 14,5 в
фильтре R (около
двух миллионов) при помощи системы метровых телескопов, делающих по десять
кадров в секунду. По их прогнозам, таким образом удастся находить более пяти новых межзвездных
объектов в год на расстоянии от одной до тысячи астрономических единиц. При
этом наблюдения в нескольких фильтрах позволят точно определять размеры и
расстояния до тел.
Ранее на первой межзвездной комете 2I/Борисова астрономы нашли циан, а межзвездный астероид Оумуамуа признали естественным объектом. О более мелких телах из-за пределов Солнечной системы мы писали текст «Межзвездный экспресс».
