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 расположенным 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».
Тимур Кешелава