Космічний апарат Europa Clipper може отримати унікальну можливість зібрати дані про заряджені частинки, які походять з іонного хвосту міжзоряного комети 3I/ATLAS. Таку перспективу озвучили два європейських вчених, які створили комп’ютерну програму для моніторингу траєкторій космічних об’єктів.
Цей феномен абсолютно безпечний для апарата, але представляє собою рідкісну нагоду безпосередньо протестувати матеріал, що походить з комети за межами нашого Сонячного системи. «Ми наразі практично не маємо даних про внутрішню структуру міжзоряних комет і зоряних систем, з яких вони походять. Аналізуючи хвіст, ми можемо здійснити найближчий до прямого аналіз такого об’єкта та вивчити нову частину нашої галактики», — зазначає Семюель Грант з Фінського метеорологічного інституту.
Водночас, незважаючи на цю відкриту можливість, існує кілька факторів, що можуть перешкодити апарату Europa Clipper зафіксувати заряджені частинки. Зокрема, триває урядове закриття в США, що ускладнює роботу лабораторій, оскільки апарат наразі перебуває в режимі “круїзу” на шляху до Юпітера, де не всі його прилади активовані. Вирішальна вікно для спостереження за кометою триватиме з 30 жовтня по 6 листопада. Якщо закриття не буде знято до цього часу, невідомо, чи зможуть вчені активувати Europa Clipper для проведення вимірювань.
Анатомія комети
Комети мають два хвости, що формуються з частинок і пилу, які відшаровуються з їхньої поверхні, або вивільняються через підвищену температуру, коли комета наближається до сонця. А саме, тепло викликає розширення і вивільнення газу з-під поверхні.
Пиловий хвіст комети є найбільш помітним і слідує за її траєкторією. Проте в даний час жоден космічний апарат не має можливості пройти через пиловий хвіст 3I/ATLAS і проаналізувати його вміст. Іонний хвіст, навпаки, може стати доступним.
«Ми вивчаємо комети, оскільки вони слугують часом капсулами, що зберігають матеріал, сформований мільярди років тому. Цей матеріал вивільняється при наближенні до сонця, частина з якого переноситься від сонця сонячним вітром, формуючи іонний хвіст», — пояснив Грант.
Іонний хвіст завжди направлений від сонця завдяки впливу сонячного вітру, що випромінюється від зірки.
З 30 жовтня по 6 листопада Europa Clipper матиме можливість зафіксувати іони, котрі рухаються зі швидкістю кількох сотень миль за секунду.
Разом із Грантом, Герент Джонс з Європейського космічного агентства, що відповідає за місію Comet Interceptor, користувався програмою Tailcatcher для передбачення перетину іонного хвоста. «Ми використовуємо вимірювання швидкості, щоб відстежити шлях сонячного вітру до космічного апарата та порівняти його з розташуванням комети», — зазначив він.
Їхні розрахунки свідчать про можливість того, що Europa Clipper зможе зловити частину потоку сонячного вітру, що наблизився до комети.
Для учасників досліджень важливим завданням є відрізнити іони комет від іонів сонячного вітру, оскільки перші включають у собі значну кількість важчих елементів, зокрема, іонів води, на відміну від протонів і гелію, що складають основний вміст сонячного вітру.
Імовірність виявлення частинок
Успішне виявлення також залежить від характеристик сонячного вітру. По-перше, його напрямок має бути правильним, адже він не завжди рухається від сонця прямо. Також варто врахувати силу вітру, яка має бути достатньою для перенесення важчих іонів на величезні відстані до Europa Clipper. Комета наближається до сонця максимально у 29 жовтня на відстані 126 мільйонів миль (200 мільйонів кілометрів), водночас Europa Clipper перебуває на відстані понад 186 миль (300 мільйонів кілометрів) від сонця.
Попередні спостереження свідчать, що активність на кометі зростає в міру її наближення до зірки. Якщо ця тенденція збережеться, у момент максимального наближення хвіст буде максимально розширений, що підвищить шанси для Europa Clipper зафіксувати іони.
Навіть якщо Europa Clipper пропустить цю можливість, програма Tailcatcher уже раніше успішно передбачила перетори іонних хвостів, зокрема під час виявлення іонів з комети C/2019 Y4 у 2020 році. Перспективи використання цієї програми в роботі наступних міжзоряних комет виглядають доволі оптимістично.
Зрештою, можливість дослідження хвостів надає додатковий вимір вивченню комет. У 2029 році Європейське космічне агентство планує запустити місію Comet Interceptor, яка чекатиме у космосі, поки вчені не мусять визначити, яку комету варто вивчити. Міжзоряні комети в цьому випадку стоятимуть у перших рядах пріоритетів.
Прогноз Гранта та Джонса стосовно перетинання іонного хвоста опубліковано в передплатному проекті на арxiv.