Это инопланетный двигатель? Почему астероиды самопроизвольно меняют курс
Со времён Исаака Ньютона считалось, что небесные тела движутся в вакууме по строгим баллистическим траекториям. Но современные наблюдения показывают странную картину: иногда астероид меняет орбиту без видимых гравитационных причин, словно внутри него находится скрытый двигатель. Рассказываем, какая сила управляет этими небесными телами и может ли это быть космический корабль.
Ошибка Ньютона и гениальность инженера
Расчёты движения небесных тел более двух столетий базировалось на законах Исаака Ньютона. В своём труде «Математические начала натуральной философии» 1687 года он постулировал, что гравитация — это универсальная сила, определяющая динамику всей Вселенной. Согласно этой парадигме в вакууме космоса небесные тела должны двигаться по строгим баллистическим траекториям. Считалось, что эти маршруты зависят исключительно от массы объектов и расстояния между ними. Космическое пространство при этом рассматривалось как абсолютно пассивная среда, которая не оказывает сопротивления и не создаёт дополнительных сил.
Хотя Ньютон понимал природу света и проводил опыты с призмами, он не мог предвидеть, что солнечное излучение способно оказывать физическое давление на массивные объекты. В этом и заключалась его своеобразная «ошибка» — не в неверных формулах притяжения, а в неполноте общей картины. Вакуум оказался пронизан потоками фотонов, которые при взаимодействии с материей создают крошечное, но неуклонное давление.
Сравнение размеров слева направо: астероида Веста, карликовой планеты Церера и Луны
В 1900 году русский инженер путей сообщения Иван Ярковский предположил, что нагреваемая Солнцем вращающаяся планета должна испытывать дополнительное ускорение. При жизни исследователя его гипотезу не воспринимали всерьёз и критиковали. Но спустя век астрономы смогли доказать то, что предсказывал российский инженер. Вот как работает эффект Ярковского:
- Астероид летит и вращается вокруг своей оси.
- Днём его поверхность освещается и накапливает солнечное тепло.
- Поворачиваясь к «сумеречной» стороне, нагретые камни остывают и излучают тепло в виде инфракрасных фотонов.
- Каждый такой фотон несёт микроскопический импульс.
В результате этот асимметричный выхлоп работает как реактивный двигатель. Он толкает гору весом в миллионы тонн крайне медленно, но непрерывно, уводя её на тысячи километров от первоначального курса.
Почему в 70-х астрономы искали инопланетных роботов рядом с Землёй
Бенну и угроза Апофиса
Учёные NASA измерили этот дрейф на практике во время миссии OSIRIS-REx к околоземному астероиду Бенну. Оказалось, что этот 500-метровый объект отклоняется от расчётной орбиты на 284 метра ежегодно. За 13 лет наблюдений он сместился на 3,6 километра.
Измерив силу теплового толчка, исследователи смогли без бурения узнать, что внутри астероида. Оказалось, что средняя плотность Бенну — всего 1260 кг/м³. Это значит, что он на 40% состоит из пустоты и представляет собой рыхлую «кучу щебня», которая удерживается лишь слабой гравитацией.
Разные виды пространственной модели Апофиса, построенные на основе его кривой блеска
Кроме чисто научного интереса у этих исследований есть и практическая польза. Благодаря им учёные могут точнее предсказывать движение астероидов и других небесных тел, в том числе и тех, которые могут потенциально столкнуться с Землёй. Например, в 2135 году Бенну пролетит ближе Луны. Если он угодит в так называемую гравитационную замочную скважину, то в конце XXII века столкновение с Землёй станет неизбежным. Понимание эффекта Ярковского позволило астрономам повысить точность прогноза в 60 раз и выяснить, что шанс катастрофы составляет примерно 1 к 2700.
Похожая история произошла с печально известным астероидом Апофис. Долгое время оставался риск его падения на Землю в 2068 году, и главным фактором неопределённости был именно непредсказуемый тепловой дрейф орбиты. Выяснилось, что солнечный свет смещает Апофис на 170 метров в год. Точные замеры 2021 года позволили окончательно исключить угрозу удара как минимум на ближайшие сто лет.
Больше неожиданных научных фактов в наглядном формате можно узнать в документальных и научно-популярных фильмах на онлайн-платформах.
Загадка Оумуамуа
В 2017 году астрономы обнаружили первого гостя из другой звёздной системы — объект Оумуамуа, похожий по форме на сигару. И он преподнёс сюрприз: покидая Солнечную систему, Оумуамуа начал аномально ускоряться.
Обычно так ведут себя кометы при испарении льда, но у Оумуамуа не было газопылевого хвоста. Профессор Гарварда Ави Лоеб выдвинул дерзкую гипотезу: это искусственный инопланетный солнечный парус толщиной меньше миллиметра.
Астероид Оумуамуа в представлении художника
Другие астрофизики попытались найти естественное объяснение. Они предположили скрытое выделение молекулярного водорода из ледяной толщи, которое сработало как химический двигатель без образования видимой пыли. Однако Ави Лоеб ответил новыми расчётами: процесс испарения охладил бы поверхность в 9 раз, сделав такой мощный выброс газа физически невозможным. Спор о природе этого «двигателя» открыт до сих пор.
Эффект YORP: когда свет разрывает скалы
Фотоны умеют не только толкать камни вперёд, но и раскручивать их. Этот процесс назвали эффектом YORP. Поверхность астероидов усеяна кратерами и неровностями. Каждый валун выступает в роли лопасти ветряка, на которую давит свет.
Возникает крутящий момент, меняющий скорость вращения астероида. Центробежная сила заставляет камни и пыль сползать к экватору, формируя характерную форму юлы или волчка. Если «куча щебня» раскручивается быстрее, чем один оборот за 2,2 часа, она не выдерживает напряжения и буквально разваливается прямо в космосе. Именно так формируются двойные астероидные системы.
Главный вывод
Исследование негравитационных сил ознаменовало важный переход в астрономии от геометрических расчётов к реальной физике космоса. Учёные окончательно убедились, что космический вакуум не пуст, а Солнце выступает не только источником тепла, но и гигантским двигателем. Солнечный свет способен уводить миллионы тонн камня с расчётных орбит и буквально разрывать небесные тела на части центробежной силой.
Однако космос по-прежнему таит загадки, и аномальное ускорение межзвёздного объекта Оумуамуа чётко обозначило пределы современных знаний. В ближайшие годы ожидается полноценный запуск Обсерватории Веры Рубин, которая поможет открыть сотни новых межзвёздных странников и двойных астероидов. Новая статистика позволит подтвердить или опровергнуть самые смелые гипотезы, включая теории Ави Лоеба о внеземных технологиях.
Правда ли это инопланетный корабль: что известно про межзвёздный объект 3I/ATLAS