То, что казалось счастливым случаем — открытие гамма-всплеска в самой отдаленной известной галактике, — вместо этого могло оказаться вспышкой пролетающего космического мусора. По мере того как спутники будут выходить на низкую околоземную орбиту, такие события могут стать обычным явлением.
В прошлом году астрономы зафиксировали удивительную вспышку света из самой далекой известной галактики — GN-z11, которая существовала всего через 400 миллионов лет после Большого взрыва. Команда предположила, исключив другие возможности, что то, что они видели, было угасающим послесвечением умирающей звезды. Это событие ознаменовало бы самый ранний пример звездной смерти в известной Вселенной.
То есть, если свет вообще исходил от звезды. Два исследования, опубликованные 4 октября в журнале Nature Astronomy, доказывают, что то, что увидела первоначальная команда, было не природным явлением, а случайным прохождением искусственного объекта на околоземной орбите.
Линьхуа Цзян (Пекинский университет, Китай) возглавлял группу по наблюдению GN-z11 в ближнем инфракрасном свете с использованием многообъектного спектрометра для инфракрасного исследования (MOSFIRE) на телескопе Keck I в Гавайях.
Галактика настолько слабая, что команда планировала объединить более 100 изображений, прежде чем измерить спектр. Но во время одной из этих индивидуальных экспозиций, которая длилась 179 секунд, что-то произошло. Яркий источник света пересек щель, по-видимому, прямо в центре галактики.
Команда Цзяна проверила, могли ли другие близлежащие объекты фотобомбировать их наблюдения, и ничего не обнаружила. Они пришли к выводу, что видели ультрафиолетовое послесвечение длинного гамма-всплеска (GRB), сильного разрушения одной из самых ранних звезд Вселенной.
Но в этом открытии были и курьезы. Во-первых, спектр был не совсем таким, как можно было бы ожидать для GRB, хотя он все еще находился в пределах возможного. Еще любопытнее было то, насколько невероятно повезло команде: исходя из скорости звездообразования галактики. Вероятность того, что команда Цзяна действительно поймает такое событие в объектив, составляла 1 к 10 миллиардам.
Сразу после публикации исследования в журнале Nature другие астрономы начали размещать теоретические работы в архиве препринтов астрономии, в которых рассматривался вывод о том, что такое маловероятное событие произошло.
Как известно, ученые предпочитают повторяемые, проверяемые вещи. Это не значит, что маловероятные вещи не случаются. Но когда на самом деле происходит что-то с почти нулевой вероятностью, это заставляет задуматься: может быть, такие вещи все-таки не так уж редки.
“Вы не должны верить, что вам повезло и вам выпал шанс 1 из 10 миллиардов», — говорит Чарльз Стейнхардт (Центр Космического рассвета, Дания). “Вместо этого вы должны поверить, что неправильно поняли физику области, в которой, как мы знаем, нам нужно многое узнать о физике”.
Действительно, многие астрономы собирались с мыслями, чтобы обдумать, что же мы неправильно поняли. Но когда Стейнхардт обсудил это открытие с коллегами в коридоре, он понял, что на самом деле вероятность того, что он нашел GRB, была настолько мала, что другие действительно маловероятные вещи на самом деле могли быть более вероятными.
Вместе со своими коллегами Стейнхардт опубликовал в январе в arXiv сообщение о том, что, возможно, вспышка была искусственным объектом на околоземной орбите. Как бы маловероятно это ни было, утверждал он, все же стоит подумать.
Затем, всего месяц спустя, Михал Михайловский (Университет Адама Мицкевича, Польша) и его коллеги опубликовали в arXiv сообщение о том, что они нашли объект: разгонный блок «Бриз-М» российской ракеты «Протон».
“Наши расчеты показали, что [ракетный ускоритель] пересек щель, которая покрывала далекую галактику GN-z11”, — объясняет Михайловский.
Команда Цзяна действительно знала об этом точном ускорителе; они использовали веб-сайт, популярный среди астрономов-любителей, Calsky.com, чтобы рассчитать его траекторию и обнаружили, что он вышел за пределы поля зрения телескопа.
“CalSky.com был действительно полезный веб-сайт для определения того, когда что-то в небе (восход Луны, заход Юпитера, прохождение спутника, пересечение МКС перед Луной) произойдет с места наблюдателя”, — говорит Келли Битти из S&T. “Он закрылся в октябре 2020 года из-за отсутствия финансирования”.
Группы Цзяна и Михайловского пытались связаться с бывшими владельцами Calsky, но безрезультатно. Остается неясным, почему расчетные траектории групп для ракеты-носителя отличались на несколько угловых минут.
Но Михайловский уверен, что во вспышке виноват ракета-носитель, добавив, что его команда дважды проверила расчеты: “В дополнение к нашему собственному программному обеспечению мы использовали три общедоступных пакета программного обеспечения для спутниковой орбиты: JPL Horizons, OREKIT и SkyField. Полученные орбиты согласуются с нашими расчетами в пределах 0,1 км (1,5 угловой секунды)».
В то время как команда Цзяна ответила на недавно опубликованные исследования, подтверждающие достоверность их результатов, они также ясно дают понять, что они никогда окончательно не утверждали, что вспышка была GRB. “Мы только что сообщили об этом событии и предоставили нашу наиболее вероятную интерпретацию”, — говорит Цзян.
“Я действительно думаю, что оригинальная статья Цзяна и его коллег была разумной”, — говорит Стейнхардт. “В конечном счете, когда вы видите что-то странное как наблюдатель, что вы делаете? Вы выставляете это на всеобщее обозрение, чтобы сообщество могло высказать свои наилучшие предположения относительно того, что это такое».
Это был не первый случай, когда искусственный объект выдавал себя за астрономическое явление. В середине 1980-х годов Sky & Telescope сообщила о нескольких наблюдателях, которые видели таинственные повторяющиеся вспышки в созвездии Персея. В конечном счете астрономы определили, что, к сожалению, названная “Вспышка Персея” на самом деле была просто отблесками солнечного света со спутников.
И это не будет последним вмешательством человека в небо — далеко не последним. Количество вещества на околоземной орбите растет в геометрической прогрессии. Наиболее заметной стала сеть Starlink, которая в конечном итоге будет состоять из более чем 12 000 спутников на низкой околоземной орбите.
В то же время технологические достижения в астрономии позволяют телескопам делать быстрые, повторяющиеся снимки неба, превращая отдельные снимки в видео. Астрономы могут наблюдать за вспышками сверхновых по мере их возникновения, улавливать околоземные объекты, перемещающиеся между кадрами. Но они также будут все чаще обнаруживать, что их наблюдения затруднены, даже заблокированы, поскольку спутники и космический мусор проносятся по изображениям.
“Сейчас мы живем в таком мире, где в каждой статье, которую вы напишете по наблюдательной астрономии, придется задавать вопрос:” Это реально или это спутник? » — говорит Макдауэлл. “Это не всегда будет возможно определить”.
