Странный астероид стал еще более странным. Мы уже давно знаем, что астероид 3200 Фаэтон ведет себя как комета. Он становится ярче и образует хвост, когда приближается к Солнцу, и является источником ежегодного метеорного потока Геминид, несмотря на то, что именно кометы являются причиной большинства метеорных потоков. Ученые обвинили в кометоподобном поведении Фаэтона пыль, вылетающую из астероида, выжженного Солнцем. Однако новое исследование с использованием двух солнечных обсерваторий НАСА показывает, что хвост Фаэтона вовсе не пыльный, а на самом деле состоит из газообразного натрия.
Результаты исследования опубликованы в Planetary Science Journal.
«Наш анализ показывает, что кометоподобная активность Фаэтона не может быть объяснена какой-либо пылью», — сказал Цичэн Чжан (Qicheng Zhang), аспирант Калифорнийского технологического института и ведущий автором статьи.
Астероиды, в основном каменистые, обычно не образуют хвостов при приближении к Солнцу. Кометы, однако, представляют собой смесь льда и камня и обычно образуют хвосты, когда Солнце испаряет их лед, сбрасывая материал с их поверхности и оставляя след вдоль их орбит. Когда Земля проходит через след обломков, то они сгорают в нашей атмосфере и производят рой падающих звезд — метеоритный дождь.
После того, как астрономы обнаружили Фаэтон в 1983 году, они поняли, что орбита астероида совпадает с орбитой метеоров Геминид. Это указывало на Фаэтон как на источник ежегодного метеоритного дождя, хотя Фаэтон был астероидом, а не кометой.
В 2009 году обсерватория STEREO заметила короткий хвост, отходящий от Фаэтона, когда астероид достиг ближайшей к Солнцу точки (или «перигелия») на своей 524-дневной орбите. Обычные телескопы раньше не видели хвост, потому что он формируется только тогда, когда Фаэтон находится слишком близко к Солнцу, чтобы его можно было наблюдать, за исключением солнечных обсерваторий. STEREO также видел, как хвост Фаэтона развивался при более поздних приближениях к Солнцу в 2012 и 2016 годах. Внешний вид хвоста подтверждал идею о том, что пыль покидает поверхность астероида при нагревании Солнцем.
Однако в 2018 году другая солнечная миссия сфотографировала часть следа обломков Геминид и обнаружила сюрприз. Наблюдения с помощью солнечного зонда Parker показали, что след содержит гораздо больше материала, чем Фаэтон мог потерять во время своего максимального приблежения к Солнцу.
«Кометы часто ярко светятся из-за натрия, когда находятся очень близко к Солнцу, поэтому мы подозревали, что натрий также может сыграть ключевую роль в повышении яркости Фаэтона», — сказал Чжан.
Более раннее исследование, основанное на моделях и лабораторных тестах, предполагало, что сильное тепло Солнца во время близких сближений Фаэтона действительно может испарять натрий внутри астероида и вызывать кометоподобную активность.
Надеясь выяснить, из чего на самом деле состоит хвост, Чжан снова искал его во время последнего перигелия Фаэтона в 2022 году. Он использовал космический корабль Солнечной и гелиосферной обсерватории (SOHO) с цветными фильтрами, которые могут обнаруживать натрий и пыль. Команда Чжана также искала архивные изображения из STEREO и SOHO, обнаружив хвост во время 18 максимальных сближений Фаэтона с Солнцем в период с 1997 по 2022 год.
В наблюдениях SOHO хвост астероида казался ярким в фильтре, обнаруживающем натрий, но не появлялся в фильтре, обнаруживающем пыль. Кроме того, форма хвоста и то, как он становился ярче, когда Фаэтон проходил мимо Солнца, точно соответствовали тому, что ученые ожидали бы, если бы он был сделан из натрия, а не из пыли.
Источник: Qicheng Zhang et al, Sodium Brightening of (3200) Phaethon near Perihelion, The Planetary Science Journal (2023). DOI: 10.3847/PSJ/acc866