Es könnte derzeit Hunderte von interstellaren Asteroiden und Kometen im Sonnensystem geben, die wir untersuchen könnten
Auf 19. Oktober 2017 , das erste interstellare Objekt mit dem Namen 1I/2017 U1 (alias ‘Oumuamua) – das in unserem Sonnensystem beobachtet wurde. In den darauffolgenden Monaten wurden mehrere Nachbeobachtungen durchgeführt, um weitere Daten zu seiner Zusammensetzung, Form und möglichen Herkunft zu sammeln. Anstatt das Geheimnis um die wahre Natur von Oumuamua zu zerstreuen – ist es ein Komet oder ein Asteroid? – diese Bemühungen haben es nur geschafft, sie zu vertiefen.
In einer kürzlich durchgeführten Studie gingen Harvard-Professor Abraham Loeb und Shmuel Bialy – ein Postdoktorand am Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) – dieses Rätsel an, indem sie darauf hindeuteten, dass „Oumuamua ein außerirdisches Sonnensegel . Darauf aufbauend, Loeb und Amir Siraj (ein Harvard-Student) eine neue Studie durchgeführt Das deutete darauf hin, dass Hunderte von „Oumuamua-ähnlichen“ Objekten in unserem Sonnensystem nachweisbar sein könnten.
Die Studie, die ihre Ergebnisse vor kurzem beschreibt online erschienen und wird zur Veröffentlichung von derMonatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society.Die Studie wurde von Amir Siraj, einem Bachelor-Studenten am Harvard Astronomy Department, und Prof. Abraham Loeb – dem Frank B. Baird Jr. Professor of Science an der Harvard University und dem Vorsitzenden des Harvard Astronomy Departments – geleitet.
Oumuamua, wie es in der Nacht zum 29. Oktober mit dem William Herschel Telescope erschien. Queen’s University Belfast/William Herschel Telescope
Als Oumuamua zum ersten Mal von den entdeckt wurde Panorama-Vermessungsteleskop und Schnellreaktionssystem-1 (Pan-STARRS-1) auf Hawaii waren sich die Wissenschaftler nicht sicher, was es war. Ursprünglich wurde das Objekt für einen interstellaren Kometen gehalten, aber Beobachtungen der Europäische Südsternwarte (ESO) und andere Astronomen gaben an, dass es eine hohe Dichte hatte und sich schnell drehte (was eher mit einem Asteroiden übereinstimmt).
Getrennte Beobachtungen, die mit den ESOs durchgeführt wurden Sehr großes Teleskop in Chile und den William Herschel-Teleskop in La Palma zeigten, dass die Spektren des Objekts mit einer eisigen Komposition übereinstimmten. Und während 'Oumuamua keine Gashülle oder einen Schweif bildete, als er der Sonne am nächsten kam, tat es dies beschleunigen wie ein Komet aus unserem Sonnensystem .
Basierend auf Beobachtungen mit dem Hubble-Weltraumteleskop , kam ein internationales Astronomenteam zu dem Schluss, dass 'Oumuamuas Geschwindigkeitszunahme wahrscheinlich auf die Sonnenerwärmung zurückzuführen ist, die dazu führen würde, dass alle gefrorenen flüchtigen Stoffe, die es trägt (dh Wasser, Kohlendioxid, Ammoniak, Methan usw.), sublimiert und von seiner Oberfläche entweicht ( auch bekannt als Ausgasung).
Aber als weiteres Forschungsteam wies darauf hin , wenn die Ausgasung tatsächlich für die Beschleunigung verantwortlich wäre, hätte dies auch eine schnelle Entwicklung des Spins von 'Oumuamua verursacht (die nicht beobachtet wurde). Dazu haben Loeb und Shmuel Bialy (in einer Studie, die in Oktober 2018 ), die die ziemlich faszinierende Gegenerklärung lieferte.
Wie Professor Loeb Universe Today per E-Mail erklärte:
„Unser erster interstellarer Gast schien seltsam zu sein und anders als alles, was wir zuvor gesehen haben. Als wir es merkten, war der Gast bereits vor der Tür und sein Bild verblasste in der dunklen Straße, sodass wir keine Chance hatten, einen zweiten Blick auf seine mysteriösen Qualitäten zu werfen. Wir haben nur begrenzte Daten, zuletzt die fehlende Entdeckung durch das Spitzer-Weltraumteleskop, was darauf hindeutet, dass `Oumumua klein und mindestens zehnmal glänzender ist als die typischen Asteroiden im Sonnensystem.
„Wir haben kein Foto von Oumuamua, aber seine Helligkeit variierte aufgrund des reflektierten Sonnenlichts um den Faktor 10, da es sich periodisch alle acht Stunden drehte. Dies impliziert, dass `Oumuamua eine extreme Form hat, wobei seine Länge mindestens 5-10 mal größer ist als seine projizierte Breite. Darüber hinaus ergab eine Analyse seiner Taumelbewegung, dass es sich im höchsten Erregungszustand befinden würde, wie es von seiner stürmischen Reise erwartet wird, wenn es eine pfannkuchenartige Geometrie hat. Die abgeleitete Form ist extremer als bei allen bisher im Sonnensystem beobachteten Asteroiden, die ein Achsenverhältnis von höchstens 3 haben.“
Grundsätzlich betrachteten Bialy und Loeb die Möglichkeit, dass „Oumuamua tatsächlich ein leichtes Segel sein könnte, eine Form von Raumfahrzeugen, die auf Strahlungsdruck angewiesen sind, um Antrieb zu erzeugen – ähnlich wie das“ Durchbruch Starshot (der Beirat, dessen Vorsitzender Prof. Loeb ist) befindet sich derzeit im Aufbau. Sie berechneten auch seine wahrscheinliche Form, Dicke, das Verhältnis von Masse zu Fläche und ob ein solches Objekt eine interstellare Reise überleben würde.
Letztendlich zeigte ihre Studie, dass ein solches Raumschiff technisch machbar wäre, aber dass es viel zu viele Unbekannte über 'Oumuamua gibt, um definitiv sagen zu können, dass es sich um ein Raumschiff handelte. Am Ende kamen sie zu dem Schluss, dass 'Oumuamua, ob natürlich vorkommend oder nicht, eine völlig neue Klasse interstellarer Objekte darstellt und dass wir in Zukunft nach weiteren solchen Objekten Ausschau halten sollten.
Project Starshot, eine von der Breakthrough Foundation geförderte Initiative, soll die erste interstellare Reise der Menschheit sein. Bildnachweis: Durchbruchinitiatives.org
Diese Empfehlung basiert teilweise auf früheren Untersuchungen, die gezeigt haben, dass unser Sonnensystem wahrscheinlich eingefangen hat Tausende solcher interstellarer Objekte im Laufe seiner Geschichte. Dies wurde nicht lange danach von Astronomen gefolgt, die einen interstellares Objekt in der Nähe von Jupiter das schien sich in einer rückläufigen Umlaufbahn um die Sonne zu befinden – ein Hinweis darauf, dass es von einem anderen Sternensystem stammte und von unserem eigenen eingefangen wurde.
Darauf aufbauend beschlossen Siraj und Loeb, die Bahneigenschaften eingefangener interstellarer Objekte im Sonnensystem zu untersuchen, um zu sehen, wie viele Objekte, die 'Oumuamua ähnlich sind, gefunden werden könnten. Für ihre Studie führten sie dynamische Simulationen des Jupiter-Sonne-Systems und zufällige Anfangsbedingungen durch, um die Umlaufbahnen solcher Objekte zu bestimmen.
Anschließend verglichen sie die Ergebnisse dieser Simulationen mit Daten, die von der Panorama-Vermessungsteleskop und Schnellreaktionssystem (Pan STARRS)-Umfrage. Wie Loeb andeutete:
„Dies ergibt ungefähr ein solches Objekt (von hundert Metern Größe) pro Volumen, das durch die Bewegung der Erde um die Sonne definiert wird. Insgesamt muss jedes Planetensystem während seiner Lebensdauer etwa 10^{15} solcher Objekte ausstoßen…Von diesen wird ein kleiner Teil vom Sonnensystem gefangen, da Objekte in der Nähe von Jupiter vorbeiziehen und durch ihre gravitative Wechselwirkung mit ihm Energie verlieren. Das Sonne-Jupiter-System fungiert als Fischernetz, das jederzeit einige Tausend gefangene Objekte beherbergt. Die Objekte werden schließlich aus dem System geworfen, aber neue werden gefangen genommen, und so gibt es eine stetige Population.
Dieses Diagramm zeigt die Umlaufbahn des interstellaren Asteroiden Oumuamua auf seinem Weg durch das Sonnensystem. Bildnachweis: ESO/K. Meechet al.
Kurz gesagt, sie fanden heraus, dass es heute wahrscheinlich Tausende von Oumuamua-ähnlichen Objekten in unserem Sonnensystem gibt und dass Hunderte anhand ihrer Umlaufbahnen identifiziert werden könnten. Sie haben auch berechnet, dass die Großes synoptisches Vermessungsteleskop (LSST), das sich derzeit im Bau befindet und voraussichtlich im Januar 2022 vollständig einsatzbereit sein soll, wird in der Lage sein, Dutzende dieser eingeschlossenen Objekte zu entdecken.
Siraj und Loeb identifizierten in ihrer Studie auch vier spezifische Kandidaten für eingeschlossene Objekte, die möglicherweise bereits bei früheren Untersuchungen entdeckt wurden. Diese Objekte werden als 2011 SP25, 2017 RR2, 2017 SV13 und 2018 TL6 bezeichnet, die von 8,26 bis 23,65 AE für die Sonne reichen und sie mit einer Periode von 23,76 bis 115 Jahren umkreisen.
„Da diese Objekte gefangen sind, können wir an ihnen vorbeifliegen, ein Foto machen oder auf ihrer Oberfläche landen“, fügte Loeb hinzu. „Dadurch können wir etwas über ihre Struktur, Zusammensetzung und Herkunft erfahren. Es wird uns auch erlauben, besser auf die Bedingungen in ihren Kinderstuben außerhalb des Sonnensystems zu schließen. Und schließlich kann es uns ermöglichen, Objekte künstlichen Ursprungs zu identifizieren, wie etwa das Auffinden von Plastikflaschen an einem ansonsten unberührten Strand.“
Die Implikationen dieser Studien wären immens. Unter der Annahme, dass solche Objekte natürlich vorkommen, wird ihre Untersuchung Dinge über die Bedingungen anderer Planetensysteme aufdecken, was uns die Notwendigkeit ersparen könnte, interstellare Sonden zu senden, um sie direkt zu untersuchen. Aber wie Loeb betonte, wären die Implikationen viel größer, wenn es sich tatsächlich um künstliche Objekte handelte – wie etwa die Wracks von außerirdischen Sonden (wie sie mit 'Oumuamua andeuteten)):
„Dies wird revolutionär sein, da es zeigt, dass wir nicht allein sind und Licht auf fortschrittliche Technologien werfen, die über unsere eigenen hinausgehen. Es birgt das Potenzial, für die kommenden Jahrhunderte das wichtigste Ergebnis in Wissenschaft und Technologie zu sein.“
Könnte 'Oumuamua eine interstellare Sonde gewesen sein, die von einer außerirdischen Intelligenz gesendet wurde? Quelle: ESA/Hubble, NASA, ESO, M. Kornmesser
Die Ankunft und Abreise von 'Oumuamua, einem interstellaren Objekt, das sich jeder Klassifizierung entzog, hat die Wissenschaftler verständlicherweise aufgeregt. Aber zu wissen, dass es bereits viele ähnliche Objekte in unserem Sonnensystem gibt und wo wir welche zum Studieren finden könnten, ist noch aufregender. Aber die Tatsache, dass wir das in wenigen Jahren schaffen werden? Sehr aufregend!
Und während sich diese Objekte als NICHT die lang ersehnte Lösung für die Fermi-Paradoxon , wird die Tatsache, dass sie uns einen Einblick in andere Sternensysteme in unserer Galaxie geben könnten, von immensem wissenschaftlichen Wert sein.
Um zu hören, wie Professor Loeb über alle wissenschaftlichen Funde im Zusammenhang mit ‚Oumuamua‘ spricht und was sie bedeuten könnten, lesen Sie diesen Podcast („ Unser interstellarer Besucher ') An After-On , moderiert vom Schriftsteller Rob Reid.