Op 19 oktober 2017 kondigden de Panoramic Survey Telescope en Rapid Response System-1 (Pan-STARRS-1) in Hawaï de allereerste detectie aan van een interstellaire asteroïde, genaamd 1I / 2017 U1 (ook bekend als ‘Oumuamua). In de maanden die volgden, werden meerdere follow-upwaarnemingen uitgevoerd waardoor astronomen een beter idee konden krijgen van de grootte en vorm, terwijl ze ook onthulden dat het de kenmerken had van zowel een komeet als een asteroïde.
Interessant genoeg is er ook gespeculeerd dat ‘Oumuamua op basis van zijn vorm eigenlijk een interstellair ruimtevaartuig zou kunnen zijn (Breakthrough Listen heeft het zelfs gecontroleerd op tekenen van radiosignalen!). Een nieuwe studie van een paar astronomen van het Harvard Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) heeft nog een stap verder gebracht, wat suggereert dat ‘Oumuamua eigenlijk een licht zeil van buitenaardse oorsprong kan zijn.
De studie - "Kan druk van zonnestraling verklaren‘ Oumuamua’s bijzondere versnelling? ", Die onlangs online verscheen - werd uitgevoerd door Shmuel Bialy en prof. Abraham Loeb. Terwijl Bialy postdoctoraal onderzoeker is aan het CfA's Institute for Theory and Computation (ITC), is prof. Loeb de directeur van de ITC, de Frank B. Baird Jr. Professor of Science aan de Harvard University en de hoofdvoorzitter van de Doorbraak Starshot Adviescomite.
Om samen te vatten: ‘Oumuamua werd voor het eerst opgemerkt door de Pan-STARRS-1-enquête 40 dagen nadat het zijn dichtste bij de zon kwam (op 9 september 2017). Op dit punt was het ongeveer 0,25 AU van de zon (een kwart van de afstand tussen de aarde en de zon) en al op weg uit het zonnestelsel. In die tijd merkten astronomen op dat het een hoge dichtheid leek te hebben (indicatief voor een rotsachtige en metaalachtige samenstelling) en dat het snel draaide.
Hoewel het geen tekenen van uitgassen vertoonde toen het dichtbij onze zon passeerde (wat zou hebben aangegeven dat het een komeet was), kon een onderzoeksteam spectra verkrijgen die erop wezen dat ‘Oumuamua ijziger was dan eerder werd gedacht. Vervolgens, toen het het zonnestelsel begon te verlaten, de Hubble-ruimtetelescoop maakte enkele definitieve afbeeldingen van ‘Oumuamua die onverwacht gedrag aan het licht brachten.
Na de afbeeldingen te hebben onderzocht, ontdekte een ander internationaal onderzoeksteam dat ‘Oumuamua in snelheid was toegenomen, in plaats van te vertragen zoals verwacht. De meest waarschijnlijke verklaring, beweerden ze, was dat ‘Oumuamua materiaal van het oppervlak afblaast als gevolg van zonneverwarming (ook bekend als uitgassen). De release van dit materiaal, dat consistent is met hoe een komeet zich gedraagt, zou ‘Oumuamua de gestage duw geven die het nodig had om deze boost in snelheid te bereiken.
Hieraan bieden Bialy en Loeb een tegenverklaring. Als ‘Oumuamua in feite een komeet was, waarom ervoer het dan geen uitgassing toen het het dichtst bij onze zon was? Bovendien citeren ze ander onderzoek dat aantoonde dat als uitgassing verantwoordelijk was voor de versnelling, dit ook een snelle evolutie zou hebben veroorzaakt in ‘Oumuamua's spin (die niet werd waargenomen).
Kortom, Bialy en Loeb beschouwen de mogelijkheid dat ‘Oumuamua in feite een licht zeil zou kunnen zijn, een vorm van ruimtevaartuig dat afhankelijk is van stralingsdruk om voortstuwing te genereren - vergelijkbaar met wat Doorbraak Starshot werkt aan. Vergelijkbaar met wat is gepland Starshot, dit lichte zeil kan afkomstig zijn van een andere beschaving om ons zonnestelsel te bestuderen en naar tekenen van leven te zoeken. Zoals Prof. Loeb via e-mail aan Space Magazine uitlegde:
'We verklaren de overmatige versnelling van' Oumuamua weg van de zon als gevolg van de kracht die het zonlicht op het oppervlak uitoefent. Om deze kracht de gemeten overmatige versnelling te verklaren, moet het object extreem dun zijn, in de orde van grootte van een fractie van een millimeter dik maar tientallen meters groot. Dit maakt het object licht van gewicht voor zijn oppervlak en kan het als een licht zeil fungeren. Zijn oorsprong kan natuurlijk zijn (in het interstellaire medium of proto-planetaire schijven) of kunstmatig (als een sonde gestuurd voor een verkenningsmissie naar het binnenste deel van het zonnestelsel). ”
Op basis hiervan berekenden Bialy en Loeb de waarschijnlijke vorm, dikte en massa / oppervlakte-verhouding die zo'n kunstmatig object zou hebben. Ze probeerden ook te bepalen of dit object in de interstellaire ruimte zou kunnen overleven en of het bestand zou zijn tegen de trekspanningen veroorzaakt door rotatie en getijdenkrachten.
Wat ze ontdekten was dat een zeil van slechts een fractie van een millimeter dik (0,3-0,9 mm) voldoende zou zijn om een vel vast materiaal de reis door het hele sterrenstelsel te laten overleven - hoewel dit sterk afhangt van 'Oumuamuam's massadichtheid ( wat niet goed beperkt is). Dit zeil, dik of dun, is bestand tegen aanvaringen met stofdeeltjes en gas dat het interstellaire medium doordringt, evenals met middelpuntvliedende en getijdekrachten.
Wat betreft wat een buitenaards lichtzeil zou doen in ons zonnestelsel, Bialy en Loeb bieden daarvoor enkele mogelijke verklaringen. Ten eerste suggereren ze dat de sonde eigenlijk een ter ziele gegooid zeil kan zijn dat onder invloed van zwaartekracht en stellaire straling drijft, vergelijkbaar met puin van scheepswrakken die in de oceaan drijven. Dit zou helpen verklaren waarom Doorbraak Luister geen aanwijzingen gevonden voor radio-uitzendingen.
Loeb illustreerde dit idee verder in een recent artikel waar hij voor schreef Wetenschappelijke Amerikaan, waar hij suggereerde dat ‘Oumuamua het eerste bekende geval zou kunnen zijn van een kunstmatig overblijfsel dat vanuit de interstellaire ruimte ons zonnestelsel binnenstroomde. Bovendien merkt hij op dat lichtzeilen met vergelijkbare afmetingen zijn ontworpen en gebouwd door mensen, waaronder door Japanners ontworpen IKAROS project en de Starshot-initiatief waar hij bij betrokken is.
“Deze kans legt een potentiële basis voor een nieuwe grens vanruimte-archeologie, namelijk de studie van relikwieën uit vroegere beschavingen in de ruimte ', schreef Loeb. “Het vinden van bewijs voor ruimteafval van kunstmatige oorsprong zou een bevestigend antwoord zijn op de eeuwenoude vraag‘ Zijn we alleen? ’. Dit zou een dramatische impact hebben op onze cultuur en een nieuw kosmisch perspectief toevoegen aan de betekenis van menselijke activiteit. ”
Aan de andere kant, zoals Loeb aan Space Magazine vertelde, ‘Oumuamua zou een actief stuk buitenaardse technologie kunnen zijn die ons zonnestelsel kwam verkennen, op dezelfde manier waarop we Alpha Centauri hopen te verkennen met Starshot en soortgelijke technologieën:
'THet alternatief is om je voor te stellen dat 'Oumuamua op een verkenningsmissie was. TDe reden waarom ik de verkenningsmogelijkheid overweeg, is dat de veronderstelling dat 'Oumumua een willekeurige baan volgde, de productie van ~ 10 ^ {15} van dergelijke objecten per ster in ons sterrenstelsel vereist. Deze overvloed is tot honderd miljoen keer meer dan verwacht van het zonnestelsel, gebaseerd op een berekening die we in 2009 hebben uitgevoerd. Een verrassend hoge overvloed, tenzij 'Oumuamua een gerichte sonde is op een verkenningsmissie en geen lid van een willekeurige populatie van objecten. '
Volgens Loeb is dat ook het feit dat de baan van ‘Oumuamua hem binnen 0,25 AU van de zon bracht, wat een goede baan is om de aarde te onderscheppen zonder al te veel zonnestraling te ervaren. Bovendien kwam het binnen 0,15 AU van de aarde, wat het gevolg zou kunnen zijn van orbitale correcties die zijn ontworpen om een flyby te vergemakkelijken.
Als alternatief stelt hij dat het mogelijk is dat honderden van dergelijke sondes kunnen worden verzonden, zodat een van hen dicht genoeg bij de aarde kwam om het te bestuderen. Het feit dat de Pan STARRS-1-enquête ‘Oumuamua nauwelijks heeft gedetecteerd op zijn best mogelijke benadering, kan worden gezien als een indicatie dat er nog veel meer van dergelijke objecten zijn die niet zijn gedetecteerd, wat de reden voor‘ Oumuamua als een van de vele sondes versterkt.
Gezien het feit dat astronomen onlangs hebben geconcludeerd dat ons zonnestelsel waarschijnlijk duizenden interstellaire objecten zoals ‘Oumuamua heeft gevangen, opent dit de mogelijkheid voor toekomstige detecties die kunnen helpen om de reden voor een interstellair lichtzeil te bewijzen (of te weerleggen).
Natuurlijk erkennen Bialy en Loeb dat er nog te veel onbekenden zijn om met enige zekerheid te zeggen wat ‘Oumuamua werkelijk is. En zelfs als het een stuk natuurlijk gesteente is, hebben alle andere asteroïden en kometen die eerder zijn gedetecteerd, massa-tot-gebied verhoudingen van grootte-ordes groter dan de huidige schattingen voor ’Oumuamua.
Dat, en het feit dat stralingsdruk het lijkt te kunnen versnellen, zou betekenen dat ‘Oumuamua een nieuwe klasse van dun interstellair materiaal vertegenwoordigt die nog nooit eerder is gezien. Als dat waar is, opent dat een hele nieuwe reeks mysteries, zoals hoe dergelijk materiaal is geproduceerd en door wat (of wie).
Hoewel het al bijna een jaar buiten het bereik van onze telescopen ligt, zal ‘Oumuamua zeker nog vele jaren het onderwerp van intensieve studie blijven. En je kunt er zeker van zijn dat astronomen op zoek gaan naar meer van hen! "De Ramans doen tenslotte alles in drieën", toch?
