Хвост, направленный к солнцу! Что на самом деле скрывает межзвездный гость 3I-ATLAS?

Снимки межзвездного объекта 3I/ATLAS ^[1], сделанные в течение ноября 2025 года (уже после прохождения им перигелия), продемонстрировали каплевидную форму его комы, которая вытянута примерно на одну угловую минуту в сторону Солнца.

В этот же период система отслеживания JPL Horizons зафиксировала у 3I/ATLAS наличие негравитационного ускорения ^[2]. Его величина составляет малую долю (порядка Δ=0,0002) от гравитационного ускорения, создаваемого Солнцем.

Согласно последним данным JPL Horizons, это негравитационное ускорение изменяется обратно пропорционально квадрату гелиоцентрического расстояния (расстояния между объектом и Солнцем) – в точности так же, как и само солнечное притяжение. Это означает, что соотношение между этими двумя ускорениями остается неизменным на всем протяжении орбиты 3I/ATLAS. При этом основная составляющая негравитационного ускорения направлена радиально, прочь от Солнца.

Простой способ учесть этот фактор в расчетах – представить, что 3I/ATLAS движется под воздействием гравитации Солнца, масса которого эффективно снижена на величину Δ.

Если предположить, что 3I/ATLAS окружен роем объектов, на которые не действует упомянутое негравитационное ускорение, то эти объекты будут стремиться занять положение ближе к Солнцу относительно самого 3I/ATLAS. Это происходит потому, что негравитационное ускорение, воздействующее на основное тело 3I/ATLAS, отталкивает его от Солнца сильнее, чем окружающие его объекты.

Удельная энергия (энергия на единицу массы) является сохраняющейся величиной для траекторий, формируемых гравитацией Солнца. Однако траектория 3I/ATLAS характеризуется немного меньшей гравитационной энергией связи из-за сниженной эффективной массы светила.

Делегируйте часть рутинных задач вместе с BotHub! ^[3] Для доступа к сервису не требуется VPN и можно использовать российскую карту. По ссылке ^[4] вы можете получить 100 000 бесплатных токенов для первых задач и приступить к работе с нейросетями прямо сейчас!

Если бы эти объекты изначально имели ту же скорость и положение, что и 3I/ATLAS, они обладали бы избытком гравитационной энергии связи (на долю Δ) по сравнению с основным телом. Однако, чтобы обладать той же энергией связи и неотступно следовать за 3I/ATLAS, имея ту же скорость, они должны быть смещены относительно его гелиоцентрического расстояния на величину Δ.

При текущем удалении 3I/ATLAS от Солнца в 270 миллионов километров такое смещение означает, что объекты находятся примерно на 54 000 километров ближе к Солнцу, чем основное тело. Это соответствует угловому разделению на небе в 0,7 угловой минуты. Эта величина сопоставима с протяженностью каплевидного свечения (антихвоста), наблюдаемого со стороны Солнца у 3I/ATLAS.

До тех пор, пока эти объекты не испытывают негравитационного ускорения (например, вызванного потерей массы под воздействием солнечного излучения), они должны сохранять геометрию антихвоста – всегда указывая в сторону Солнца относительно 3I/ATLAS и сходясь к его местоположению в точке перигелия.

Крупный рой мелких объектов обладал бы гораздо большей площадью поверхности, чем сам 3I/ATLAS, даже если их суммарная масса составляет лишь малую часть от массы основного тела. Например, триллион ($10^{12}$) объектов, чья общая масса составляет всего 0,001 от массы 3I/ATLAS, создали бы общую площадь поверхности, в 100 раз превышающую площадь самого 3I/ATLAS.

Такой рой создал бы видимость комы, которая отражает 99% солнечного света в общем свечении вокруг 3I/ATLAS. Это согласуется с распределением света в коме на снимке 3I/ATLAS, сделанном космическим телескопом «Хаббл» 21 июля 2025 года ^[5].

Поскольку негравитационное ускорение 3I/ATLAS изменяется обратно пропорционально квадрату гелиоцентрического расстояния, пространственная протяженность роя объектов будет составлять величину порядка Δ, умноженную на гелиоцентрическое расстояние 3I/ATLAS, и всегда будет направлена в сторону Солнца.

Такая конфигурация объясняет, почему каплевидная форма, направленная к Солнцу, сохраняла схожий угловой размер в свечении вокруг 3I/ATLAS как в момент приближения к Солнцу, так и сейчас, когда объект удаляется от него.

Если антихвост действительно представляет собой рой неиспаряющихся объектов вокруг 3I/ATLAS, возникает интересный вопрос: какова природа этих объектов? Являются ли они скалистыми обломками или чем-то иным?