Komety pozasłoneczne odwiedzają Układ Słoneczny

Kosmiczni goście. Komety pozasłoneczne już tu są

Statek kosmiczny, a może szczątki odległej egzoplanety? Które rozwiązanie jest bardziej prawdopodobne w przypadku obiektu 1I/ʻOumuamua? Naukowcy są coraz bliżej odkrycia tajemnic kolejnych obiektów pozasłonecznych, które w ostatnich latach tak chętnie nawiedzają nasz układ planetarny.

Do tej pory, Układ Słoneczny odwiedziły dwie komety pozasłoneczne – 1I/ʻOumuamua oraz 2I/Borisov. Liczby 1I i 2I przy ich nazwach pochodzą od kolejności odkrywania, a „I” jest skrótem od „intrestellar” oznaczającego obiekt pochodzący spoza Układu Słonecznego. Mimo iż 1I/ʻOumuamua i 2I/Borisov wydają się mieć inne pochodzenie, są przedstawicielami nowej klasy ciał niebieskich, których w kolejnych latach będziemy obserwować coraz więcej.

Pierwszy posłaniec

1I/ʻOumuamua (zwana także po prostu: 'Oumuamua) to małe ciało niebieskie, które przelatuje przez Układ Słoneczny. Obiekt odkrył 19 października 2017 roku na hiperbolicznej orbicie Robert Weryk; udało się to dzięki obserwacjom programu Pan-STARRS, gdy ciało znajdowało się ok. 30 mln km od Ziemi.

Początkowo uważano, że 1I/ʻOumuamua (nazwa własna wywodzi się z języka hawajskiego i nawiązuje do tego, że obiekt ten jest „pierwszym posłańcem”) jest kometą, ale po tygodniu obserwacji obiekt ten sklasyfikowano jako planetoidę. Kolejne obserwacje i obliczenia wprowadziły dodatkowe zamieszanie – dostrzeżono, że obiekt wykazuje niegrawitacyjne przyspieszenie, które można wyjaśnić ciągłym, anizotropowym wyrzucaniem gazu lub pyłu, a własności fizyczne jego powierzchni przypominają tę z jąder kometarnych. Dlatego przywrócono 1I/ʻOumuamua do kategorii komety.

Zdjęcie komety z 28 października 2017 r.

Dalsze obserwacje wskazały, że 1I/ʻOumuamua ma niezwykle wydłużony kształt, niespotykany wśród znanych ciał w Układzie Słonecznym, a jej powierzchnia ma ciemnoczerwony kolor.

Instytut SET postanowił przeprowadzić obserwacje radiowe 1I/ʻOumuamua z uwagi na nietypową charakterystykę obiektu. Wydłużony kształt obiektu przypomina teoretycznie idealny kształt statku kosmicznego. Naukowcy wskazują, że powierzchnia czoła takiego statku powinna być jak najmniejsza, aby stawić jak najmniejszy opór w ośrodku międzygwiezdnym. Niektórzy twierdzili, że wręcz nieprawdopodobne jest, że obiekt wyrzucony z odległego układu planetarnego obrałby tak precyzyjną trajektorię do wnętrza Układu Słonecznego.

1I/ʻOumuamua była obserwowanego przez co najmniej 70 godzin (Allen Telescope Array i radioteleskop Green Bank), ale zebrane dane nie wykazały żadnych cech, które mogłyby świadczyć, że obiekt ma pochodzenie sztuczne. Kometa obraca się wokół własnej osi, więc nie jest stale ustawiona równolegle do toru lotu, więc jej kształt nie odgrywa zakładanej dla statku kosmicznego roli.

Prof. Avi Loeb, astronom z Uniwersytetu Harvarda, przekonuje jednak, że 1I/ʻOumuamua jest wrakiem statku kosmicznego z żaglem słonecznym. Niestety, tej teorii nie da się zweryfikować, gdyż nie możemy dokładnie zbadać 1I/ʻOumuamua, a tym bardziej – wysłać do obiektu robotycznej misji.

Szczątki planety?

Najnowsza teoria mówi, że 1I/ʻOumuamua to tak naprawdę lodowy fragment egzoplanety, która została wyrzucona z młodego układu planetarnego ok. 0,5 mld lat temu. Albedo 1I/ʻOumuamua jest mniej więcej takie samo jak albedo powierzchni Plutona i Trytona, które są pokryte egzotycznymi lodami. Duet astrofizyków z Arizona State University przyjrzał się kilku różnym lodom i odkrył, że najlepszym lodem jest azot, który wyjaśniałby wiele rzeczy, które naukowcy wiedzą o międzygwiezdnym obiekcie.

Na podstawie obserwacji 1I/’Oumuamua, prof. Steven Desch i jego kolega, dr Alan Jackson, określili kilka cech obiektu międzygwiezdnego, które różniły się od tego, czego można by się spodziewać po komecie.

Oumuamua ma nietypowy kształt

Jeśli chodzi o prędkość, to obiekt ten wszedł do Układu Słonecznego z prędkością nieco mniejszą niż można by się spodziewać, co wskazuje na to, że nie podróżował w przestrzeni międzygwiezdnej przez ponad miliard lat. Pod względem rozmiarów, jego kształt był bardziej spłaszczony niż jakiegokolwiek innego znanego obiektu Układu Słonecznego. Naukowcy zaobserwowali również, że podczas gdy 'Oumuamua uzyskała lekki odrzut od Słońca, był on silniejszy niż można by to wytłumaczyć naturalnymi zjawiskami. Wreszcie, obiektowi brakowało wykrywalnego „uciekającego” gazu, który zazwyczaj jest widoczny w postaci ogona komety.

Oumuamua bardzo przypominała kometę, ale nie była podobna do żadnej komety, którą kiedykolwiek zaobserwowano w Układzie Słonecznym.

prof. Steven Desch

Autorzy wysunęli hipotezę, że obiekt był zbudowany z różnych egzotycznych form lodów i obliczyli, jak szybko te lody sublimowałyby, gdy 'Oumuamua mijała Słońce. Na tej podstawie obliczyli efekt rakiety, masę i kształt obiektu oraz współczynnik odbicia lodu.

To był dla nas ekscytujący moment. Zdaliśmy sobie sprawę, że kawałek lodu będzie znacznie bardziej odblaskowy niż ludzie zakładali, co oznaczało, że może być mniejszy. Ten sam efekt rakietowy dałby wtedy 'Oumuamua większy odrzut, większy niż zazwyczaj doświadczają komety.

prof. Steven Desch

Zespół znalazł w szczególności jeden rodzaj lodu – stały azot – który dokładnie pasował do wszystkich cech obiektu jednocześnie. A ponieważ lód azotowy można zaobserwować na powierzchni Plutona, możliwe jest, że 'Oumuamua może być wykonana z tego samego materiału.

Wiedzieliśmy, że trafiliśmy na właściwy pomysł, gdy zakończyliśmy obliczenia, jakie albedo sprawi, że ruch 'Oumuamua będzie zgodny z obserwacjami. Ta wartość okazała się taka sama, jaką obserwujemy na powierzchni Plutona lub Trytona, ciał pokrytych lodem azotowym.

prof. Steven Desch

Naukowcy następnie obliczyli tempo, w jakim kawałki stałego lodu azotowego zostałyby strącone z powierzchni Plutona i podobnych ciał we wczesnej fazie historii Układu Słonecznego. Potwierdzili tym samym, że 'Oumuamua musi być fragmentem egzoplanety, która uległa defragmentacji (nie wiadomo czy całkowitej), a jej szczątki trafiły w przestrzeń kosmiczną i tak do nas.

Jeżeli ta teoria – która ma mocne podstawy naukowe – zostanie potwierdzona, będzie to oznaczać, że podobnych międzygwiezdnych gości w kolejnych latach będziemy obserwować więcej.

Chcesz być na bieżąco z CHIP? Obserwuj nas w Google News