Кометы — малые тела, ядра которых состоят из смеси льдов, пыли и органического вещества, сохранившихся со времен формирования Солнечной системы. Когда комета приближается к светилу, солнечные лучи нагревают поверхность, и лед сублимируется — превращается в газ, минуя жидкую фазу. Этот газ струями вырывается наружу и действует как реактивный двигатель: он создает силы и моменты, которые могут изменять вращение кометы и ее орбитальное движение.
Обычно изменения скорости вращения кометы вокруг своей оси (периода вращения) и направления этого вращения происходят очень медленно. Даже у небольших комет диаметром один-два километра вращение меняется постепенно, и заметные изменения проявляются только спустя многие годы или даже десятилетия. Но иногда случаются исключения. Например, комета 41P/Туттля — Джакобини — Кресака, или просто 41P, которая показала необычно быстрые изменения вращения.
Диаметр кометы составляет порядка километра, а полный оборот вокруг Солнца она совершает за 5,4 года. Наблюдать комету удается не всегда — только в те периоды, когда она проходит через внутреннюю часть Солнечной системы и оказывается сравнительно близко к Земле. В последний раз благоприятные условия для наблюдения сложились в 2017 году, когда 41P приблизилась к Земле на сравнительно небольшое расстояние.
В марте 2017 года 41P вращалась с заметной скоростью: один полный оборот вокруг своей оси она делала примерно за 20 часов. Астрономы из разных обсерваторий мира наблюдали за ней, ожидая типичных для комет постепенных изменений вращения. Но уже через два месяца произошло нечто странное. Комета резко замедлилась: один оборот занимал от 46 до 60 часов.
Американский астроном Дэвид Джуитт (David Jewitt) из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе решил перепроверить старые данные. Он взял снимки, которые сделал космический телескоп «Хаббл» в декабре 2017-го, и проанализировал их заново. Анализ показал, что комета ускорила вращение: теперь один оборот занимал примерно 14 часов. При этом направление вращения изменилось на противоположное.
Самое простое объяснение, предложенное американским ученым, заключается в том, что комета постепенно замедлялась и в какой-то момент времени ее вращение, вероятно, почти полностью остановилось. После этого произошло изменение направления вращения на противоположное. Причиной могли стать струи газа, которые испускались с поверхности в направлении, противоположном исходному вращению. Они действовали как тормоз, а потом — как ускоритель. Джуитт объяснил, когда угловая скорость приближается к нулю, тот же газовый поток может начать раскручивать ядро в противоположную сторону.
Астроном Дмитрий Вавилов из Вашингтонского университета (США) назвал это событие первым в истории случаем, когда у небесного тела зафиксировали быстрое изменение направления вращения. Обычно подобные процессы растягиваются на десятилетия, а тут все произошло за несколько месяцев.
Интерес к комете только растет. Следующее ее появление ожидают в феврале 2028 года. Исследователи планируют внимательно следить за ее состоянием. Есть предположение, что из-за быстрых изменений вращения ядро кометы может разрушиться. Если вращение станет слишком быстрым, ядро просто распадется на части.
Однако даже если комета начнет разрушаться, ученые получат редкий шанс заглянуть внутрь объекта, который сохранил вещество ранней Солнечной системы. Анализ такого «космического архива» поможет понять, из чего состояло древнее вещество и как менялся его химический состав на ранних этапах эволюции Солнечной системы.
Научная работа опубликована в The Astronomical Journal.