В декабре межзвездная комета 3I/ATLAS максимально приблизилась к Земле. Эта звездная гостья старше нашего Солнца: ей около семи миллиардов лет. Это лишь третий в истории человечества объект из-за пределов Солнечной системы, который удалось зафиксировать астрономам.
Что мы знаем о кометах, почему они могут нести ключ к тайне жизни на Земле и какой вклад в их исследование делают украинские ученые, об этом беседовали с заместителем директора по научной работе Астрономической обсерватории Киевского национального университета имени Тараса Шевченко Игорем Лукьяником. Ученый специализируется именно на исследовании комет, астероидов и малых тел Солнечной системы.
— Игорь Васильевич, что сейчас известно ученым о межзвездной комете 3I/ATLAS, чем она особенна?
— Чтобы понять, чем отличается 3I/ATLAS, нужно рассматривать ее в контексте других межзвездных объектов, которые человечество наблюдало в Солнечной системе. Первый такой объект — астероид странной сигароподобной формы под названием «Оумуамуа», зафиксированный в 2017 году. Второй — комета Борисова, обнаруженная в 2019-м. Ее скорость достигала 30 км/с.
А сейчас мы наблюдали третью межзвездную гостью — комету 3I/ATLAS. Ее обнаружили в июле 2025 года и в течение нескольких месяцев активно отслеживали с помощью наземных и орбитальных телескопов, в частности Hubble, JWST и аппаратов NASA. Ее также фотографировали космические зонды и телескопы с Марса. В октябре комета прошла перигелий, то есть ближайшую к Солнцу точку ее орбиты. А 19 декабря произошло максимальное сближение ее с Землей — на расстоянии около 270 миллионов километров. Сейчас комета отдаляется от нас и покидает пределы Солнечной системы, а собранные учеными данные о ней анализируются.
Известно, что скорость 3I/ATLAS вдвое (!) больше скорости кометы Борисова — 68 км/с. Но самое интересное — это ее химический состав. В нем зафиксировано преобладание углекислого газа над водяным паром, что нетипично для комет нашей системы. Также обнаружен излишек тяжелых элементов — никеля и железа.
Моделирование орбиты кометы показывает, что она прибыла из региона нашей Галактики, где доминируют старые звезды. Вероятнее всего, комету выбросило из другой планетной системы вследствие гравитационного возмущения — например, во время прохождения вблизи соседней системы. С тех пор она странствовала по просторам Галактики миллиарды лет, пока не попала в нашу Солнечную систему.
— Кометы издавна привлекали внимание людей. Почему?
— Кометы — одни из древнейших небесных объектов, с которыми человечество имеет дело. В европейской культурной традиции их упоминают еще с библейских времен: так называемая Вифлеемская звезда, которую, по легенде, увидели волхвы, вероятнее всего, была именно кометой Галлея. Однако в Европе на кометы традиционно смотрели с опаской — их считали предвестниками несчастий, войн и катастроф. Зато в Китае отношение было кардинально другим: там кометы воспринимали как хороший знак — их считали своеобразными посланцами, которые приносят вести от императора.
Сегодня наука развенчивает мифы. Комета — это малое тело Солнечной системы: смесь замороженных газов, воды, гальки, мелкой пыли. Когда такое ядро приближается к Солнцу, газы испаряются и выносят пыль наружу. Так образуется кома — туча пыли и газа, окружающая ядро кометы и хвост — то, что мы наблюдаем с Земли.
— Чем кометы интересны современным астрофизикам?
— Кометы — это не просто небесные тела, а свидетели и непосредственные участники образования Солнечной системы. Они — остатки протопланетной тучи, из которой собственно и сформировалась наша планетная система. Как известно, все твердые планеты расположены ближе к Солнцу, тогда как газовые гиганты, такие как Юпитер и Сатурн, наоборот, дальше. То есть все летучие вещества и водный лед выносились на периферию, по возможности дальше от Солнца и его тепла. Поэтому огромное количество ядер комет находится, условно говоря, на гравитационной периферии Солнечной системы — в отдаленных областях, где практически нет взаимодействия с Солнцем или другими телами. Именно поэтому они сохраняют первичное, неизмененное вещество, оставшееся еще со времен формирования планет. И мы можем никогда и не узнать об этих кометах, пока они не изменят свою орбиту.
Изучение комет позволяет исследовать первичное вещество, а, следовательно, и условия рождения Солнечной системы. Фактически это своеобразная машина времени, которая переносит нас в далекое прошлое — 4,5 миллиарда лет назад.
— Откуда именно прилетают кометы?
— Есть два источника. Первый — пояс Койпера, огромное холодное кольцо из кометных ядер, растянутое за орбитой Нептуна. Под действием гравитации Нептуна ядра могут менять свою орбиту — на этой стадии их называют кентаврами. А потом под действием притяжения планет-гигантов эти небесные тела попадают в Солнечную систему и становятся периодическими кометами семьи Юпитера, то есть возвращаются регулярно.
Второй источник — туча Оорта, самый отдаленный источник комет ближе к пределам Солнечной системы. То есть еще дальше, чем пояс Койпера. Представьте себе огромную сферическую тучу из рассеянных ледяных тел вокруг нашей планетной системы. Именно отсюда к нам и попадают долгопериодические кометы — те, что прилетают раз в тысячу или даже миллионы лет.
— Есть гипотеза, что воду на Землю могли принести ледяные кометы, которые падали на планету миллиарды лет назад. Насколько это отвечает действительности?
— Кометы содержат много водного льда — до 80% их массы. Так что логично предположить, что именно они принесли воду на Землю. Чтобы это выяснить, сравнивают химический состав воды, в частности соотношение обычного водорода и его тяжелой формы — дейтерия — в кометной воде и воде нашей планеты. Если он одинаков, то источник один. Однако у периодических комет это соотношение хотя и подобно земному, но не идентично. А у долгопериодических оно другое. Интересно, что известная комета Чурюмова—Герасименко, хотя и периодическая, но по химическому составу воды ближе к долгопериодическим. Поэтому ученые пришли к выводу, что кометы, возможно, внесли свою долю, но главным источником воды, очевидно, были астероиды класса С (углеродные хондриты), вода на которых имеет практически идентичный изотопный состав с земной водой.
— А насколько опасными могут быть кометы для Земли?
— Это сложный вопрос.
Потенциально кометы, особенно долгопериодические, представляют бóльшую, хотя и более редкую, угрозу. Их ядра небольшие — от сотен метров до нескольких километров, и состоят преимущественно из льда. Однако даже комета диаметром несколько километров может быть причиной глобальной катастрофы. В свое время мы наблюдали падение кометы Шумейкеров—Леви на Юпитер в 1994 году. Ее разорвало на множество кусков, каждый из которых оставил на планете темные следы, некоторые размером с Землю. Юпитер, конечно, пережил это без проблем — он газовый гигант. А вот для нашей планеты такое столкновение было бы роковым.
— Тунгусский метеорит — это была комета?
— Вероятнее всего. Не нашли никаких останков после его падения, что характерно именно для ледяного тела, которое взорвалось в воздухе и под действием температуры испарилось. В эпицентре деревья выстояли, дальше — все повалено радиально. Если бы это произошло над жилыми массивами, была бы катастрофа.
— Что больше всего вас восхищает в кометах?
— Их двойная природа. Комета рождается, живет, стареет и умирает. Постепенно весь приповерхностный лед испаряется, пыль оседает, и комета покрывается коркой. Солнце уже не может ее прогреть — и она умирает. Такие мертвые кометы называют дамоклоидами — они ведут себя, как астероиды, имеют кометные орбиты, но внутри еще хранят свое прошлое.
А еще кометы несут органику. Наблюдения показывают, что пыль в них красноватая. Это характерно, в частности, и для органических соединений. Круговая поляризация света левосторонняя, как у органики. Возможно, кометы занесли на Землю не только воду, но и строительные блоки жизни.
Вот почему они так увлекают — ледяные путешественники, хранящие тайны рождения Солнечной системы и, возможно, самой жизни.
— Над чем сейчас работает Астрономическая обсерватория КНУ имени Тараса Шевченко? В каких международных исследованиях комет участвуют наши ученые?
— У нас мощная кометная школа: ее основал Сергей Всехсвятский, а продолжил Клим Иванович Чурюмов.
Очень удачной была миссия «Розетта» к комете Чурюмова—Герасименко. Там столько материала собрали, что на десятилетия исследований хватит. Миссия ESA, которая стартовала в 2004 году, стала первой в истории, вышедшей на орбиту кометы и совершившей посадку на ее поверхность. «Розетта» сопровождала комету больше двух лет, а модуль «Филы» совершил историческую посадку 12 ноября 2014 года. Клим Иванович ездил на все этапы, очень прославил университет. Даже астероид у нас есть — Кнушевия, названный в честь университета.
На постоянной основе мы сотрудничаем с учеными из Польши, США, Германии, Словакии. Например, межзвездную комету 3I/ATLAS имеем возможность исследовать на основе наблюдений через десятиметровый телескоп в ЮАР, на Канарах, в Словакии.
Кроме того, сейчас я руковожу проектом совместно с немецким Брауншвейским техническим университетом в рамках гранта DFG. Исследуем такую загадку: кометы проявляют активность на расстоянии 10–15 астрономических единиц от Солнца, где вода не может испаряться. Очевидно, работают летучие газы — CO, CO2. Но как они разрушают пылевую корку и выносят пыль? Мы моделируем ситуацию теоретически, а немецкие коллеги — экспериментально.
Бесспорно, чтобы целостно постичь процесс рождения Солнечной системы, исследовать только кометы недостаточно. Однако они дают нам редчайшую возможность хотя бы частично прикоснуться к древнему прошлому — эпохе формирования планет. Неизвестно, может, именно в этих холодных путешественниках скрывается ответ на вопрос, как появилась жизнь на Земле.