Миллиарды лет Солнечная система собирала материю, оставшуюся после её образования. Астероиды, кометы и бесчисленные мелкие обломки вращаются вокруг Солнца, время от времени пересекая орбиты планет или устремляясь к внутренней части Солнечной системы. Астрономы веками изучали эти объекты, постепенно собирая общую картину того, что находится в нашем космическом окружении.

И вот в 2017 году появилось нечто, что не должно было здесь находиться.

Объект, впоследствии получивший название 1I/«Оумуамуа», двигался слишком быстро, чтобы находиться под гравитационным влиянием Солнца. Его траектория показала, что он прибыл из межзвёздного пространства и в конечном итоге туда же вернётся. Впервые астрономы обнаружили гостя из другой планетной системы - весьма необычного гостя.

Наблюдения указывали на странно вытянутую и сплюснутую форму, хотя его точный облик остаётся неизвестным. У него не было заметной кометной комы, однако он двигался с небольшим ускорением, что невозможно было объяснить одной лишь гравитацией. Астрономы выдвигали различные гипотезы — от выбросов невидимого газа до давления излучения, действующего на тело необычной формы. Но не успели его как следует изучить, как ‘Оумуамуа исчез в темноте.

Два года спустя прибыл ещё один межзвёздный путешественник — комета 2I/Борисова, открытая в 2019 году, выглядела гораздо более привычно. У неё сформировались характерная кома и хвост, она выбрасывала газ и пыль и в целом вела себя как обычная комета. Её химический состав отличался некоторыми интересными особенностями, но ничто в её внешнем виде не указывало на принадлежность к совершенно новой категории объектов.

Затем появился третий гость. Обнаруженная 1 июля 2025 года чилийским обзорным телескопом ATLAS, комета 3I/ATLAS следовала по траектории, которая однозначно идентифицировала её как межзвёздный объект. 29 октября 2025 года она прошла в ближайшей точке к Солнцу на расстоянии примерно 1,4 астрономических единиц, чуть меньше орбиты Марса. И вновь астрономы столкнулись с чем-то, что не совсем соответствовало их ожиданиям.

Три межзвёздных объекта. Три совершенно разных «характера». Это совпадение или в веществе, путешествующем между звёздами, есть что-то принципиально необычное?

Комета с необычным химическим составом

Первые подсказки появились благодаря наблюдениям за активностью и составом кометы 3I/ATLAS. Большинство комет содержат значительные количества замороженной воды, смешанной с углекислым газом, окисью углерода, органическими соединениями, пылью и различными другими веществами. Когда солнечный свет нагревает их поверхность, летучие соединения превращаются непосредственно в газ, унося с собой пыль и образуя размытую кому и хвост, характерные для комет. Но у 3I/ATLAS был необычный состав.

Наблюдения с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» выявили, что в коме преобладает углекислый газ. В какой-то момент комета выделяла углекислого газа более чем в семь раз больше, чем воды — это исключительно высокое соотношение по сравнению с большинством известных комет Солнечной системы.

Спектроскопические измерения также выявили значительные количества никеля и железа в расширяющемся газовом облаке кометы. Изначально соотношение никеля к железу было особенно необычным, хотя по мере приближения 3I/ATLAS к Солнцу оно стало более схожим с показателями обычных комет. Активность кометы менялась в зависимости от расстояния, а её яркость и газовые выбросы изменялись по мере того, как различные вещества реагировали на солнечное нагревание.

Позднейшие наблюдения принесли ещё один сюрприз. Исследователи обнаружили, что вода в 3I/ATLAS содержала чрезвычайно высокую долю дейтерия — тяжёлого изотопа водорода. Соотношения изотопов углерода в ней также отличались от тех, что обычно измеряются в объектах Солнечной системы.

Эти химические «отпечатки» позволяют предположить, что комета сформировалась в условиях, заметно отличающихся от тех, в которых возникли наши собственные кометы. Согласно одной из интерпретаций, её образование могло произойти ещё 12 миллиардов лет назад, хотя этот необычайный возраст по-прежнему зависит от моделей химической эволюции Галактики. Если это верно, то 3I/ATLAS может оказаться сохранившимся фрагментом планетной системы, существовавшей задолго до рождения Солнца.

Проблема с определением чего-либо как «уникального»

Существует принципиальная сложность в том, чтобы определить, действительно ли межзвёздные кометы являются чем-то необычным.

Кометы и без того отличаются поразительным разнообразием. Некоторые содержат большое количество оксида углерода. Другие относительно бедны углеродсодержащими молекулами. Некоторые становятся поразительно яркими на огромных расстояниях от Солнца, в то время как другие остаются практически неактивными, пока не приблизятся гораздо ближе.

Их ядра могут быть нерегулярной формы, вытянутыми или примерно округлыми. Их поверхности могут быть покрыты тёмным органическим материалом, обнажённым льдом, пылью или изолирующими слоями, скрывающими летучие вещества под собой. Даже их реакции на солнечный свет могут резко различаться.

Комета 67P/Чурюмова–Герасименко, которую посетил космический аппарат «Розетта», оказалась слоистым миром странной формы с обрывами, ямами, трещинами и сложными узорами газовых выбросов. Комета Галлея движется по ретроградной орбите и имеет чрезвычайно тёмное ядро. Другие кометы неожиданно распадаются на фрагменты или испытывают драматические всплески активности. Практически любая комета становится примечательной, если её достаточно внимательно изучить. Это создаёт проблему перспективы.

Когда астрономы обнаруживают обычную комету, её необычные свойства обычно обсуждаются в более широком контексте кометологии. Но когда объект происходит из другой звёздной системы, каждое неожиданное измерение становится потенциально значимым.

Необычное соотношение химических элементов внезапно становится доказательством инопланетного происхождения. Неожиданное изменение яркости превращается в загадку. Незначительное отклонение от гравитационного движения привлекает огромное внимание.

Частично этот ажиотаж оправдан. Однако важно проводить различие между объектом, который по своей природе является необычным, и объектом, который просто пристально изучают. Имея в своём распоряжении лишь три подтверждённых межзвёздных «гостя», астрономы пока не могут определить, как должна выглядеть типичная межзвёздная комета. Тем не менее, есть веские причины полагать, что они будут систематически отличаться от привычных объектов Солнечной системы. И первая причина — это место их зарождения.

У каждой планетной системы своя химия

Планеты и кометы формируются из дисков газа и пыли, окружающих молодые звёзды. Хотя общий процесс широко распространён по всей галактике, условия внутри этих дисков значительно различаются.

Массивная яркая звезда нагревает своё окружение иначе, чем маленькая холодная звезда. Некоторые планетные системы изначально содержат относительно большое количество тяжёлых элементов, в то время как другие формируются из вещества с иной химической историей.

Температурные градиенты также определяют, какие вещества могут замерзать. Водяной лёд становится стабильным при других условиях, чем лёд из углекислого газа или окиси углерода. В зависимости от температуры и давления в растущие пылевые зёрна и ледяные тела встраиваются разные молекулы. В результате состав кометы отчасти отражает условия окружающей среды, в которой она сформировалась.

В нашей Солнечной системе учёные используют химический состав комет для изучения условий, существовавших во время формирования планет примерно 4,6 миллиарда лет назад. Межзвёздные кометы предоставляют такую же возможность, но в гораздо большем масштабе. Комета, образовавшаяся вблизи другой звезды, может сохранить химические следы, отсутствующие где-либо в нашей собственной планетной системе.

Именно поэтому столь важны необычные соотношения изотопов, измеренные в комете 3I/ATLAS. Изотопы выступают в роли химических индикаторов, предоставляя информацию о температурах, процессах и резервуарах вещества, участвовавших в формировании объекта.

Экстремальное обогащение дейтерием, зафиксированное в 3I/ATLAS, указывает на её формирование в очень холодной среде. Соотношения изотопов углерода в ней могут содержать информацию о химической эволюции самой галактики. 3I/ATLAS — это не просто необычная комета, она может нести в себе запись о далёкой главе в истории Млечного Пути. Но место её рождения — лишь часть объяснения.

Объекты, которые выбрасываются из системы

Комета не может стать межзвёздным путешественником, не вырвавшись из своей исходной планетной системы. Для этого, как правило, требуется гравитационное воздействие, достаточно сильное, чтобы отправить её на несвязанную траекторию. Гигантские планеты особенно эффективны в этом отношении.

Когда небольшое тело проходит вблизи массивной планеты, их гравитационное взаимодействие может существенно изменить орбиту меньшего объекта вокруг звезды. При определённых условиях он получает достаточно орбитальной энергии, чтобы полностью вырваться из системы.

На протяжении всей истории Солнечной системы Юпитер осуществлял подобное гравитационное рассеивание. Аналогичные процессы, как ожидается, происходят вокруг других звёзд. Встречи с гигантскими планетами, мигрирующими планетами, звёздными спутниками или пролетающими звёздами могут выбрасывать огромное количество ледяных и каменных объектов в межзвёздное пространство.

Однако эти улетучивающиеся тела могут не представлять собой случайную выборку из всего, что сформировалось в их родной системе. Вероятность выброса зависит от архитектуры орбит, гравитационных столкновений и места первоначального образования объектов. Система с мигрирующими гигантскими планетами может выбрасывать материал из одной группы регионов. Другая система, с широко разнесёнными планетами или звёздным спутником, может преимущественно рассеивать объекты, образовавшиеся в других местах. Поскольку состав зависит от места образования, эти динамические различия могут влиять на химические свойства вырывающейся популяции.

Следовательно, межзвёздные кометы могут отличаться от комет, остающихся вокруг своих родительских звёзд, ещё до начала своего путешествия. Они не обязательно являются репрезентативными образцами чужих планетных систем. Они представляют собой образцы материала, который этим системам удалось выбросить.

Что происходит в космосе за миллиард лет?

Выход за пределы планетной системы — это только начало. Межзвёздная комета может миллионы или миллиарды лет перемещаться по Млечному Пути, прежде чем приблизится к другой звезде настолько близко, что станет видимой.

В ходе этого путешествия условия на её поверхности будут сильно отличаться от относительно защищённых условий внутренней части Солнечной системы. В межзвёздном пространстве по-прежнему присутствует излучение, включая слабый звёздный свет, ультрафиолетовые фотоны и энергичные космические лучи. В течение огромных периодов времени это излучение может изменять химический состав поверхностных материалов, разрывая молекулярные связи и образуя новые соединения.

Повторное облучение может привести к образованию преобразованного внешнего слоя, который ведёт себя иначе, чем относительно нетронутый материал, лежащий под ним. Объект также может сталкиваться с межзвёздным газом и пылью, хотя значимость этих взаимодействий зависит от его траектории и окружающей среды.

Ни один из этих процессов не обязательно приводит к полной трансформации кометы. Большая часть её внутренних слоёв может оставаться чрезвычайно холодной и сохранять древний материал. Однако её наружные слои могут постепенно превратиться в сложную запись воздействий, эрозии и химических изменений.

Кометы Солнечной системы также подвергаются воздействию излучения, особенно те, которые проводят длительные периоды времени в отдалённом облаке Оорта. Поэтому разница не является абсолютной.

Важно то, что межзвёздные объекты могли подвергаться различным комбинациям процессов в течение разного времени. Две кометы, образовавшиеся с похожим составом, в конечном итоге могут вести себя совершенно по-разному под воздействием солнечного тепла просто потому, что их поверхности пережили разную историю. И это подводит нас к ещё одной сложности: к условиям, в которых мы их наблюдаем.

Солнце подвергает их очень кратковременному исследованию

Большая часть того, что астрономы знают о кометной активности, основана на наблюдениях за объектами, когда они приближаются к Солнцу. Нагрев приводит к выделению газа и пыли. Результирующие излучения раскрывают состав вещества внутри ядра, а изменения яркости дают подсказки о его физической структуре и активности.

Однако межзвёздные кометы проходят через Солнечную систему по гиперболическим траекториям. В отличие от периодических комет, они не остаются в гравитационном поле Солнца. Их визиты кратки, а скорости могут быть поразительными.

Когда была открыта комета 3I/ATLAS, она двигалась со скоростью примерно 61 километр в секунду относительно Солнца. Её скорость увеличивалась по мере приближения к перигелию, а затем снова снижалась при удалении от него. Это быстрое путешествие имеет значение, поскольку активность комет зависит не только от расстояния до Солнца, но и от времени.

Тепло проникает под поверхность не сразу. Различные летучие вещества реагируют при разных температурах. Изолирующий слой может задерживать выделение газа из более глубоких слоёв. Таким образом, быстро движущаяся комета может демонстрировать картину активности, значительно отличающуюся от характеристики аналогичного объекта, движущегося по более медленной траектории.

Некоторые высоколетучие вещества могут начать улетучиваться, пока комета ещё находится далеко от Солнца. Другие же могут оставаться запертыми до тех пор, пока соответствующие слои не нагреются достаточно сильно. Возникающие в результате выбросы газа также могут незначительно изменять траекторию кометы.

Когда вещество улетучивается в космос, оно создаёт силу противодействия. Этот естественный «ракетный» эффект является причиной небольших негравитационных ускорений, наблюдаемых у многих комет. Комета 3I/ATLAS демонстрировала такие возмущения, но их измеренная величина соответствовала обычному выделению газа. Её общее движение оставалось совместимым с поведением кометы, реагирующей на солнечное притяжение.

Существует ещё одна проблема, связанная с наблюдениями. Астрономы не могут наблюдать за большинством комет непрерывно на протяжении всего их жизненного цикла. Обычно они обнаруживают их только тогда, когда те становятся достаточно яркими, а активность, благодаря которой они становятся видимыми, может быстро меняться.

Это особенно важно для межзвёздных объектов. Их скорость, расстояние, геометрия наблюдения, состав поверхности и тепловая история — всё это влияет на то, что удаётся обнаружить с помощью телескопов. Иногда кажущаяся странность межзвёздной кометы может отражать не только то, чем она является, но и то, когда нам удаётся её увидеть.

Почему мы обнаруживаем их только сейчас?

Открытие трёх межзвёздных объектов за восемь лет поднимает очевидный вопрос. Если эти объекты блуждают по галактике уже миллиарды лет, почему астрономы не обнаружили ни одного из них до 2017 года? Самое простое объяснение — совершенствование технологий.

Межзвёздные объекты почти наверняка пролетали через Солнечную систему задолго до их первого обнаружения. Большинство из них слишком малы и тусклы, чтобы их можно было заметить без мощных приборов, систематически сканирующих обширные участки неба. Современные астрономические обзоры изменили эту ситуацию.

Обсерватория Pan-STARRS, работающая на Гавайях, многократно фотографирует небо, чтобы выявлять движущиеся и изменяющиеся объекты. Именно она открыла «Оумуамуа» в 2017 году. Сеть ATLAS осуществляет аналогичный мониторинг и именно ей удалось обнаружить 3I/ATLAS в 2025 году.

Всё более чувствительные детекторы, автоматизированная обработка изображений и усовершенствованные расчёты орбит позволяют астрономам выявлять объекты, которые раньше оставались бы незамеченными. Ожидается, что новое поколение обсерваторий кардинально изменит эти поиски.

Обсерватория имени Веры К. Рубин в Чили в июне 2026 года приступила к десятилетнему проекту «Legacy Survey of Space and Time» (Обзор пространства и времени «Legacy»). Оснащённая 8,4-метровым телескопом и 3,2-гигапиксельной камерой, обсерватория «Рубин» предназначена для многократной съёмки огромных участков южного неба, что позволит обнаружить слабосветящиеся движущиеся объекты и изменения, которые могут ускользнуть от внимания других обзорных проектов.

Прогнозы относительно её межзвёздных открытий разнятся, отчасти потому, что астрономы до сих пор знают очень мало о популяции, которую они пытаются изучить. По некоторым оценкам, в ходе десятилетнего исследования «Рубин» сможет обнаружить несколько десятков межзвёздных объектов. И даже это станет огромным прорывом. Три объекта — это лишь отдельные случаи. А десятки объектов уже позволяют выявить статистические закономерности. Имея более обширную выборку, исследователи смогут выяснить, распространены ли определённые химические составы, как межзвёздные объекты распределяются по размеру и скорости, а также можно ли связать различные популяции с конкретными областями Галактики. Астрономы также получат больше возможностей для того, чтобы отличить подлинные физические различия от эффектов отбора при наблюдениях.

Конечная цель заключается не просто в открытии новых необычных комет. Она заключается в том, чтобы понять более широкую совокупность планетарных обломков, перемещающихся между звёздами.

Встреча с межзвёздной кометой вблизи

Существует одна особенно захватывающая возможность: изучение межзвёздного гостя с помощью космического аппарата.

До сих пор наблюдения в основном опирались на дистанционные измерения. Даже самые современные телескопы не могут раскрыть детальное строение поверхности небольшого кометного ядра, находящегося на расстоянии сотен миллионов километров. Встреча с космическим аппаратом могла бы изменить эту ситуацию.

Европейское космическое агентство в сотрудничестве с Японским агентством аэрокосмических исследований разрабатывает миссию под названием «Comet Interceptor». В отличие от традиционных миссий, она рассчитана на запуск до того, как будет выбрана окончательная цель. Космический аппарат направится к точке ожидания вблизи точки Лагранжа L2 между Солнцем и Землёй. Оттуда он сможет отправиться к подходящей недавно открытой комете.

Его основная научная задача — изучение относительно нетронутой долгопериодической кометы, впервые входящей во внутреннюю часть Солнечной системы. Однако целью миссии может стать и доступный межзвёздный объект.

Миссия будет состоять из трёх космических аппаратов, способных наблюдать комету с разных ракурсов во время высокоскоростного пролёта. Такая встреча может дать беспрецедентное представление о ядре кометы, окружающем её газе и пыли, а также о физических процессах, определяющих её активность. Независимо от того, происходит ли объект из облака Оорта или из другой планетной системы, полученные результаты помогут исследователям понять, как формируются и развиваются древние ледяные тела. А если космический аппарат встретит межзвёздную комету, человечество наконец-то сможет внимательно изучить вещество, сформировавшееся вокруг другой звезды.

Когда исключения становятся доказательством

На данный момент межзвёздные кометы по-прежнему трудно понять, поскольку подтверждённых примеров очень мало. «Оумуамуа» опроверг ожидания относительно формы и движения. «Борисов» выглядел более привычно, но всё же демонстрировал интересные химические различия. А 3I/ATLAS раскрыл сочетание необычного содержания молекул, изотопных сигнатур и моделей активности. Ни одно из этих наблюдений не требует отказа от устоявшихся законов физики.

Однако они напоминают нам, что наше представление о кометах сформировалось почти исключительно на основе объектов, происходящих из одной планетарной системы. Млечный Путь содержит огромное разнообразие звёзд, планетарных структур, химических сред и эволюционных историй. Нет оснований полагать, что все отброшенные ими строительные блоки должны напоминать те, что окружают Солнце.

Поэтому можно ожидать, что межзвёздные кометы будут разнообразны — отчасти потому, что сами кометы разнообразны, а отчасти потому, что галактика предлагает бесчисленное множество различных способов их образования и изменения. По мере открытия всё новых «гостей» астрономы наконец смогут определить, какие свойства действительно являются исключительными, а какие — распространены по всей галактике. То, что сегодня кажется странным, в конечном итоге может оказаться совершенно обычным явлением где-то ещё.

И это, возможно, будет самым интересным открытием из всех.

Материалы для внеклассного чтения

• Non-gravitational acceleration in the trajectory of 1I/2017 U1 (‘Oumuamua). Исследование необычного изотопного состава кометы. Авторы предполагают, что она сформировалась в очень холодной среде и может иметь возраст до 12 миллиардов лет.

• The carbon monoxide-rich interstellar comet 2I/Borisov. Наблюдения телескопа James Webb, показавшие исключительно высокое содержание углекислого газа относительно воды в коме 3I/ATLAS

• Pre-perihelion evolution of the NiI/FeI abundance ratio in the coma of the interstellar comet 3I/ATLAS: From extreme to normal. Исследование необычного соотношения никеля и железа, которое изменялось по мере приближения кометы к Солнцу.

• JWST Detection of a Carbon-dioxide-dominated Gas Coma Surrounding Interstellar Object 3I/ATLAS. Работа показывает, что даже внешне обычная комета Борисова имела необычайно высокое содержание угарного газа

• Isotopic evidence for a cold and distant origin of 3I/ATLAS. Классическое исследование негравитационного ускорения ‘Oumuamua. Авторы рассматривают выделение газа как физически возможное объяснение его необычной траектории

Размещайте облачную инфраструктуру и масштабируйте сервисы с надежным облачным провайдером Beget.
Эксклюзивно для читателей Хабра мы даем бонус 10% при первом пополнении.