In 19. Oktober 2017 , das erste interstellare Objekt, das jemals entdeckt wurde, flog auf seinem Weg aus dem Sonnensystem an der Erde vorbei. Weniger als zwei Jahre später wurde ein zweites Objekt entdeckt, ein leicht zu identifizierender interstellarer Komet mit der Bezeichnung 2I / Borisov . Das Erscheinen dieser beiden Objekte bestätigte frühere theoretische Arbeiten, die zu dem Schluss kamen, dass interstellare Objekte (ISOs) regelmäßig in unser Sonnensystem eindringen.
Die Frage, wie oft dies geschieht, ist seither Gegenstand intensiver Forschung. nach a neue Studie geleitet von Forschern der Initiative für Interstellare Studien (i4is) treten jedes Jahr ungefähr 7 ISOs in unser Sonnensystem ein und folgen vorhersehbaren Umlaufbahnen, während sie hier sind. Diese Forschung könnte es uns ermöglichen, in naher Zukunft eine Raumsonde zu einem Rendezvous mit einem dieser Objekte zu schicken.
Die Forschung, die diese Ergebnisse beschreibt, wurde von mehreren Forschern von i4is durchgeführt, einer gemeinnützigen Organisation, die sich der Verwirklichung interstellarer Flüge in naher Zukunft verschrieben hat. Zu ihnen gesellten sich Forscher der Florida Institute of Technology , Harvards Institut für Theorie und Informatik (ITC), die University of Texas in Austin , das Technische Universität München , und der Pariser Observatorium .
Oumuamua, wie es in der Nacht zum 29. Oktober mit dem William Herschel Telescope erschien. Queen’s University Belfast/William Herschel Telescope
Die Untersuchung von ‘Oumuamua im Oktober 2017 löste eine Revolution in der Astronomie und der Erforschung von Himmelsobjekten aus. Dies war nicht nur ein Objekt, das sich in einem anderen Sternensystem gebildet hatte, sondern seine Ankunft und Entdeckung implizierte eine große Population solcher Objekte. Der Nachweis von 2I/Borisov im Jahr 2019 bestätigte, was viele Astronomen bereits vermuteten – dass ISOs ziemlich regelmäßig in unser Sonnensystem eindringen.
Marshall Eubanks ist nicht nur Physiker beim i4is (und Hauptautor der Studie), sondern auch leitender Wissenschaftler von Weltrauminitiativen Inc. und CEO von Asteroid Initiatives LLC . Wie er Universe Today per E-Mail mitteilte, ist die Entdeckung von 'Oumuamua und 2I/Borisov auf eine nicht zu unterschätzende Weise bedeutsam:
„Nur durch den Nachweis, dass sie existieren, hat dies eine tiefgreifende Wirkung gehabt und ein Studiengebiet fast aus dem Nichts geschaffen (ein Gebiet, das die Förderbehörden gerade erst zu erkennen beginnen). Interstellare Objekte bieten uns die Möglichkeit, Exokörper Jahrzehnte vor den frühestmöglichen Missionen zu den nächsten Sternen wie Proxima Centauri zu studieren und in Zukunft buchstäblich zu berühren.“
Dies führte zu mehreren Vorschlägen für Missionen, die sich mit zukünftigen ISOs treffen könnten, die durch unser System gesichtet wurden. Ein solcher Vorschlag war Projekt Lyra , die Forscher des i4is in a . geteilt haben Studie 2017 (mit Unterstützung von Asteroid Initiatives LLC). Es gibt auch die ESAs Kometenabfangjäger Mission, die sie 2029 starten wollen, um sich mit einem langperiodischen Kometen zu treffen.
Künstlerische Darstellung des interstellaren Objekts `Oumuamua, das beim Verlassen unseres Sonnensystems eine Ausgasung erfährt. Quelle: ESA/Hubble, NASA, ESO, M. Kornmesser
„Wir begannen 2017 mit der Arbeit an möglichen Missionen zu interstellaren Objekten, gleich nach der Entdeckung von ‚Oumuamua, und konzentrierten uns zunächst eher darauf, dieses spezifische Objekt zu verfolgen, im Gegensatz zu Seligman & Laughlin , der sich auf ISOs konzentrierte, die in Zukunft entdeckt werden könnten“, sagte Eubanks. „Die Mission Comet Interceptor würde in eine ähnliche Kategorie fallen (Build-and-Wait).“
Angesichts der Tatsache, dass sich ISOs in einem anderen Sternensystem gebildet haben, würde die Möglichkeit, sie aus der Nähe zu untersuchen, Wissenschaftlern Einblicke in die dort herrschenden Bedingungen bieten. Tatsächlich ist die Untersuchung von ISOs die zweitbeste Methode, interstellare Sonden zu benachbarten Sternensystemen zu senden. Natürlich bringt eine solche Mission viele technische Herausforderungen mit sich, ganz zu schweigen von der Notwendigkeit einer Vorwarnung. Wie Eubanks erklärte:
„Hier gibt es zwei grundlegende Arten von Missionen – Missionen planen und warten oder starten und warten, Missionen wie den ESA Comet Interceptor und Verfolgungsmissionen, wie sie benötigt werden, um 1I/’Oumuamua zu erreichen. Es ist sehr unwahrscheinlich, dass sich irgendwelche Verfolgungsmissionen mit einem sich zurückziehenden ISO treffen können – diese werden mit ziemlicher Sicherheit auf schnelle Vorbeiflüge beschränkt bleiben. Rendezvous-Missionen, Missionen, um die Geschwindigkeiten anzupassen und die ISO zu umkreisen oder zu landen, erfordern eine Vorwarnung.“
Zur Veranschaulichung: Als Astronomen zum ersten Mal auf 'Oumuamua aufmerksam wurden, geschah dies erst, nachdem sich das Objekt bereits der Sonne am nächsten (auch bekannt als Perihel-Passage) und nahe an der Erde angenähert hatte. Aus diesem Grund hatten Beobachter nur 11 Tage Zeit, um Beobachtungen durchzuführen, als es das Sonnensystem verließ und außerhalb der Reichweite ihrer Instrumente lag.
Künstlerische Darstellung von 2I/Borisov jenseits unseres Sonnensystems. Bildnachweis: NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello
Im Fall von 2I/Borisov erblickte es der Amateurastronom und Teleskopbauer Gennadiy Borisov am 30. AugustNS, 2019, ungefähr drei Monate bevor es das Perihel erreichte (8. Dezember).NS, 2019). Für zukünftige Missionen, die sich mit ihnen treffen, ist es jedoch unerlässlich, so viel wie möglich darüber zu wissen, wie oft ISOs ankommen und wie schnell sie dabei reisen.
Für ihre Studie versuchten Eubanks und seine Kollegen, diese beiden Variablen besser einzuschränken. Dazu berücksichtigten sie zunächst, wie die Geschwindigkeit eines interstellaren Objekts von der beeinflusst wird lokaler Ruhestandard (LSR) – die mittlere Bewegung von Sternen, Gas und Staub in der Milchstraße in der Nähe der Sonne:
„Wir gehen davon aus, dass ISOs von Sternen und ihren Planetensystemen stammen oder mit ihnen gebildet werden, und dass sie, nachdem sie auf sich allein gestellt sind, die gleiche galaktische Dynamik teilen wie Sterne. Wir verwenden die beiden bekannten ISOs, 1I/'Oumuamua und 2I/Borisov, und die Effizienz vergangener und aktueller astronomischer Durchmusterungen, um die Anzahl dieser Objekte in der Galaxie abzuschätzen, und die Sterngeschwindigkeitsschätzungen der Gaia-Mission, um die Geschwindigkeitsausbreitung zu schätzen erwarten sollte.'
Sie fanden heraus, dass das Sonnensystem in einem durchschnittlichen Jahr von bis zu 7 Asteroiden-ähnlichen ISOs besucht wird. Objekte wie 2I/Borisov (Kometen) wären dagegen seltener und tauchen etwa alle 10 bis 20 Jahre auf. Sie fanden außerdem heraus, dass sich viele dieser Objekte mit höheren Geschwindigkeiten als 'Oumuamua bewegen würden – das sich mit über 26 km/s bewegte, bevor und nachdem er einen Schub von der Sonne aufgenommen hatte.
Schwarm von Laser-Segel-Raumschiffen verlässt das Sonnensystem. Bildnachweis: Adrian Mann
Die Kenntnis dieser Parameter wird den Wissenschaftlern helfen, sich auf mögliche Rendezvous-Missionen mit ISOs vorzubereiten, auf die Eubanks und seine Kollegen in einer früheren Studie ausführlicher eingegangen sind – “ Interstellar jetzt! Missionen zur Erkundung nahegelegener interstellarer Objekte .“ Als Universum heute damals gemeldet Nach ihrer Veröffentlichung befasste sich die Studie mit einem breiteren Spektrum potenzieller ISOs und der Möglichkeit, diese zu erreichen.
In der Zwischenzeit liefert diese aktuelle Studie grundlegende Informationen, die die Planung und Durchführung dieser Missionen unterstützen. Neben Project Lyra und dem Comet Interceptor der ESA gibt es zahlreiche Vorschläge für Raumfahrzeuge, die sich mit interstellaren Objekten treffen (oder sogar die interstellare Reise selbst unternehmen könnten).
Diese beinhalten Projekt Libelle , ein kleines Raumfahrzeug und ein Lasersegel, das Gegenstand einer Konzeptstudie war, die von der Initiative für Interstellare Studien (i4iS) im Jahr 2013. Ein weiterer ist Durchbruch Starshot , ein Konzept von Yuri Milner und Durchbruchinitiativen Dazu muss auch ein winziges Raumschiff mit einem Lichtsegel und einem leistungsstarken Laser-Array nach Alpha Centauri geschickt werden.
Dieser Vorschlag wurde in den letzten Jahren von Prof. Abraham Loeb und Prof Manasvi Lingam . Während Leob Gründer des ITC und Vorsitzender des Starshot Advisory Committee ist, ist Lingham langjähriger Forscher am ITC und Co-Autor von „Interstellar Now!“. und dieses neueste Papier. Diese Konzepte wurden nicht nur interstellar, sondern auch als eine Möglichkeit vorgeschlagen, um „Objekte zu jagen“, die in unser Sonnensystem eindringen.
Auf die eine oder andere Weise werden wir bald andere Sternensysteme erreichen! Und zu wissen, wie man die Objekte abfängt und untersucht, die uns regelmäßig in den Weg treten, ist ein guter Anfang!
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