W 2017 r. za pośrednictwem obserwatorium astronomicznego Pan-STARRS na Hawajach odkryto pierwszy obiekt międzygwiezdny spoza naszego Układu Słonecznego. Został on nazwany 'Oumuamua, co oznacza "zwiadowca" lub "posłaniec" w języku hawajskim. Obiekt przypominał kometę, ale posiadał cechy, które były na tyle dziwne, że wymykały się klasyfikacji.
Dwóch astrofizyków z Arizona State University, Steven Desch i Alan Jackson z School of Earth and Space Exploration, postanowiło wyjaśnić dziwne cechy 'Oumuamua i ustalili, że jest to prawdopodobnie fragment planety podobnej do Plutona z innego systemu gwiezdnego. Ich odkrycia zostały niedawno opublikowane w dwóch artykułach w AGU Journal of Geophysical Research: Planets.
"Oumuamua pod wieloma względami przypominała kometę, ale była na tyle osobliwa, że jej natura otoczona była tajemnicą, a spekulacje na temat tego, co to było, szalały" - powiedział Desch, który jest profesorem w School of Earth and Space Exploration.
Z obserwacji obiektu, Desch i Jackson określili kilka cech obiektu, które różniły się od tego, czego można by się spodziewać po komecie.
Jeśli chodzi o prędkość, obiekt 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. Jeśli chodzi o rozmiar, jego kształt naleśnika był bardziej spłaszczony niż jakiegokolwiek innego znanego obiektu Układu Słonecznego.
Zaobserwowano również, że podczas gdy obiekt nabrał lekkiego odepchnięcia od Słońca ("efekt rakiety" powszechny w kometach, kiedy to światło słoneczne odparowuje lód, z którego są zbudowane), odepchnięcie to było silniejsze niż można by to wyjaśnić. Wreszcie, obiektowi brakowało wykrywalnego ulatniającego się gazu, który zwykle jest widocznie przedstawiany przez ogon komety. W sumie obiekt ten bardzo przypominał kometę, ale nie był podobny do żadnej komety, którą kiedykolwiek zaobserwowano w Układzie Słonecznym.
Desch i Jackson wysunęli hipotezę, że obiekt składa się z różnych rodzajów lodu i obliczyli, jak szybko lód ten ulegnie sublimacji (przejdzie ze stanu stałego w gazowy), gdy 'Oumuamua minie Słońce. Stamtąd obliczyli efekt rakiety, masę i kształt obiektu oraz współczynnik odparowania lodu.
Credit: Arizona State University
"To był dla nas ekscytujący moment," powiedział Desch.
"Zdaliśmy sobie sprawę, że kawałek lodu będzie znacznie bardziej odbijać światło niż ludzie zakładali, co oznaczało, że może być mniejszy. Ten sam efekt rakiety dałby wtedy 'Oumuamua większe pchnięcie, większe niż zazwyczaj doświadczają komety."
Desch i Jackson znaleźli w szczególności jeden lód - stały azot - który zapewnił dokładne dopasowanie do wszystkich cech obiektu jednocześnie. A ponieważ lód ze stałego azotu można dostrzec na powierzchni Plutona, możliwe jest, że obiekt podobny do komety może być wykonany z tego samego materiału.
"Wiedzieliśmy, że trafiliśmy na właściwy pomysł, gdy zakończyliśmy obliczenia na temat tego, jakie albedo (jak bardzo ciało odbija światło) sprawi, że ruch 'Oumuamua będzie pasował do obserwacji," powiedział Jackson, który jest naukowcem i Exploration Fellow w ASU. "Ta wartość wyszła jako taka sama jaką obserwujemy na powierzchni Plutona lub Trytona - ciał pokrytych lodem azotowym".
Naukowcy następnie obliczyli tempo, w jakim kawałki stałego lodu azotowego zostałyby strącone z powierzchni Plutona i podobnych ciał na początku historii naszego Układu Słonecznego. I obliczyli prawdopodobieństwo, że kawałki lodu azotowego z innych układów słonecznych dotarłyby do naszego.
"Prawdopodobnie został on strącony z powierzchni przez uderzenie około pół miliarda lat temu i wyrzucony ze swojego macierzystego układu," powiedział Jackson. "Bycie wykonanym z zamrożonego azotu wyjaśnia również niezwykły kształt 'Oumuamua. W miarę jak zewnętrzne warstwy azotowego lodu wyparowywały, kształt ciała stawał się coraz bardziej spłaszczony, podobnie jak w przypadku kostki mydła, gdy zewnętrzne warstwy ścierają się w wyniku użytkowania."
Czy 'Oumuamua mogła być technologią obcych?
Chociaż kometopodobna natura 'Oumuamua została szybko rozpoznana, niezdolność do natychmiastowego wyjaśnienia jej w szczegółach doprowadziła do spekulacji, że jest to kawałek obcej technologii, jak w niedawno wydanej książce "Extraterrestrial: The First Signs of Intelligent Life Beyond Earth" autorstwa Avi Loeb'a z Uniwersytetu Harvarda.
Wywołało to publiczną debatę na temat metody naukowej i odpowiedzialności naukowców, aby nie wyciągać nieuzasadnionych wniosków.
"Wszyscy interesują się kosmitami i było nieuniknione, że ten pierwszy obiekt spoza Układu Słonecznego sprawi, że ludzie będą myśleć o kosmitach" - powiedział Desch. "Ale w nauce ważne jest, aby nie wyciągać pochopnych wniosków. Zajęło nam dwa lub trzy lata, aby znaleźć naturalne wyjaśnienie - kawałek lodu azotowego - które pasuje do wszystkiego, co wiemy o 'Oumuamua. To nie jest tak długo w nauce i zdecydowanie za wcześnie, aby powiedzieć, że wyczerpaliśmy wszystkie naturalne wyjaśnienia."
Chociaż nie ma dowodów na to, że jest to obca technologia, jako fragment planety podobnej do Plutona, 'Oumuamua dostarczyła naukowcom szczególnej okazji do przyjrzenia się układom pozasłonecznym w sposób, w jaki wcześniej nie byli w stanie. Ponieważ więcej obiektów takich jak 'Oumuamua jest znajdowanych i badanych, naukowcy mogą nadal poszerzać naszą wiedzę na temat tego, jak wyglądają inne układy planetarne i w jaki sposób są one podobne lub różne od naszego Układu Słonecznego.
"Badania te są o tyle ekscytujące, że prawdopodobnie rozwiązaliśmy zagadkę, czym jest 'Oumuamua i możemy ją zidentyfikować jako fragment 'exo-Plutona', planety podobnej do Plutona w innym układzie słonecznym. Do tej pory nie mieliśmy sposobu, aby dowiedzieć się, czy inne układy słoneczne mają planety podobne do Plutona, ale teraz widzieliśmy kawałek jednej z nich przechodzący obok Ziemi".
Desch i Jackson mają nadzieję, że przyszłe teleskopy, takie jak te w Vera Rubin Observatory/Large Synoptic Survey Telescope w Chile, które będą w stanie regularnie badać całe południowe niebo, będą w stanie zacząć znajdować jeszcze więcej obiektów międzygwiezdnych, które oni i inni naukowcy mogą wykorzystać do dalszego testowania swoich pomysłów.
"Jest nadzieja, że w ciągu dekady możemy zdobyć statystyki na temat tego, jakiego rodzaju obiekty przechodzą przez Układ Słoneczny, i czy kawałki azotowego lodu są rzadkie, czy są tak powszechne jak obliczyliśmy. Dzięki nim powinniśmy być w stanie dowiedzieć się wiele o innych układach słonecznych, i czy przeszły one ten sam rodzaj historii kolizji, co nasz".
Źródło: phys.org
