På 19 oktober 2017 , den Panoramic Survey Telescope och Rapid Response System -1 (Pan-STARRS-1) på Hawaii tillkännagav den första upptäckten någonsin av en interstellär asteroid, kallad 1I/2017 U1 (aka. ’Oumuamua). Under månaderna som följde gjordes flera uppföljningsobservationer som gjorde det möjligt för astronomer att få en bättre uppfattning om dess storlek och form , samtidigt som den avslöjar att den hade egenskaperna hos både en komet och en asteroid .
Intressant nog har det också förekommit en del spekulationer om att 'Oumuamua, baserat på dess form, faktiskt kan vara en interstellär rymdfarkost ( Genombrott Lyssna övervakade den till och med efter tecken på radiosignaler!). A ny studie av ett par astronomer från Harvard Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) har tagit det ett steg längre, vilket tyder på att 'Oumuamua faktiskt kan vara ett lätt segel av utomjordiskt ursprung.
Studien – ' Kan solstrålningstrycket förklara 'Oumuamuas speciella acceleration? “, som nyligen dök upp på nätet – leddes av Shmuel Bialy och Prof. Abraham Loeb. Medan Bialy är postdoktor vid CfA:s Institutet för teori och beräkning (ITC), Prof. Loeb är chef för ITC, Frank B. Baird Jr. Professor of Science vid Harvard University, och chefsordförande för Genombrott Starshot Rådgivande kommitté.
Konstnärens intryck av den första interstellära asteroiden/kometen, 'Oumuamua'. Detta unika föremål upptäcktes den 19 oktober 2017 av Pan-STARRS 1-teleskopet på Hawaii. Kredit: ESO/M. Kornmesser
För att sammanfatta, 'Oumuamua upptäcktes först av Pan-STARRS-1-undersökningen 40 dagar efter att den hade passerat närmast solen (den 9 september 2017). Vid denna tidpunkt var den cirka 0,25 AU från solen (en fjärdedel av avståndet mellan jorden och solen), och redan på väg ut ur solsystemet. På den tiden noterade astronomer att den verkade ha en hög densitet (vilket tyder på en stenig och metallisk sammansättning) och att den snurrade snabbt.
Även om den inte visade några tecken på avgasning när den passerade nära vår sol (vilket skulle ha indikerat att det var en komet), kunde ett forskarlag erhålla spektra som indikerade att 'Oumuamua var mer isig än tidigare trott . Sedan, när det började lämna solsystemet, Rymdteleskopet Hubble tog några sista bilder av 'Oumuamua som avslöjade något oväntat beteende.
Efter att ha undersökt bilderna upptäckte ett annat internationellt forskarlag att 'Oumuamua hade ökat i hastighet, snarare än att sakta ner som förväntat. Den mest troliga förklaringen, hävdade de, var att 'Oumuamua var ventilerar material från dess yta på grund av solvärme (aka. avgasning). Frigörandet av detta material, som är förenligt med hur en komet beter sig, skulle ge 'Oumuamua den stadiga push som behövs för att uppnå denna ökning i hastighet.
Till detta ger Bialy och Loeb en motförklaring. Om 'Oumuamua i själva verket var en komet, varför upplevde den då inte avgasning när den var närmast vår sol? Dessutom citerar de annan forskning som visade att om avgasning var ansvarig för accelerationen, skulle det också ha orsakat en snabb utveckling av 'Oumuamuas spinn (som inte observerades).
I grund och botten överväger Bialy och Loeb möjligheten att 'Oumuamua faktiskt skulle kunna vara ett lätt segel, en form av rymdfarkost som förlitar sig på strålningstryck för att generera framdrivning - liknande vad somGenombrott Starshotjobbar på. I likhet med vad som är planeratStjärnskott,detta lätta segel kan ha skickats från en annan civilisation för att studera vårt solsystem och leta efter tecken på liv. Som professor Loeb förklarade för Universe Today via e-post:
'Vi förklarar den överdrivna accelerationen av `Oumuamua bort från solen som ett resultat av kraften som solljuset utövar på dess yta. För att denna kraft ska förklara uppmätt överdriven acceleration måste föremålet vara extremt tunt, av storleksordningen en bråkdel av en millimeter i tjocklek men tiotals meter i storlek. Detta gör objektet lätt för sin yta och låter det fungera som ett lätt segel. Dess ursprung kan vara antingen naturligt (i det interstellära mediet eller proto-planetära skivor) eller artificiellt (som en sond som skickas för ett spaningsuppdrag in i det inre området av solsystemet).
Baserat på detta, gick Bialy och Loeb om att beräkna den sannolika formen, tjockleken och mass-till-area-förhållandet som ett sådant konstgjort föremål skulle ha. De försökte också avgöra om detta objekt skulle kunna överleva i det interstellära rymden, och om det skulle kunna motstå de dragpåkänningar som orsakas av rotation och tidvattenkrafter.
Vad de fann var att ett segel som bara var en bråkdel av en millimeter tjockt (0,3-0,9 mm) skulle vara tillräckligt för att ett ark av fast material skulle överleva resan genom hela galaxen – även om detta beror mycket på 'Oumuamuams massdensitet ( som inte är väl begränsad). Tjockt eller tunt skulle detta segel kunna motstå kollisioner med dammkorn och gas som tränger igenom det interstellära mediet, såväl som centrifugal- och tidvattenkrafter.
Konstnärskoncept av lättsegelfarkoster som närmar sig den potentiellt beboeliga exoplaneten Proxima b. Kredit: PHL @ UPR Arecibo
När det gäller vad ett utomjordiskt lätt segel skulle göra i vårt solsystem, erbjuder Bialy och Loeb några möjliga förklaringar till det. Först antyder de att sonden faktiskt kan vara ett nedlagt segel som flyter under påverkan av gravitation och stjärnstrålning, liknande skräp från skeppsvrak som flyter i havet. Detta skulle hjälpa till att förklara varförGenombrott Lyssnahittade inga bevis för radiosändningar.
Loeb illustrerade denna idé ytterligare i en ny artikel han skrev för Scientific American , där han föreslog att 'Oumuamua kan vara det första kända fallet av en konstgjord relik som flöt in i vårt solsystem från interstellära rymden. Dessutom noterar han att ljussegel med liknande dimensioner har designats och konstruerats av människor, inklusive de japanskt designade IKAROSprojekt och denStarshot Initiativesom han är involverad i.
'Denna möjlighet skapar en potentiell grund för en ny gräns förrymdarkeologi, nämligen studiet av reliker från tidigare civilisationer i rymden”, skrev Loeb. 'Att hitta bevis för rymdskräp av artificiellt ursprung skulle ge ett jakande svar på den urgamla frågan 'Är vi ensamma?'. Detta skulle ha en dramatisk inverkan på vår kultur och lägga till ett nytt kosmiskt perspektiv till betydelsen av mänsklig aktivitet.”
Å andra sidan, som Loeb sa till Universe Today, 'kan Oumuamua vara ett aktivt stycke utomjordisk teknologi som kom för att utforska vårt solsystem, på samma sätt som vi hoppas kunna utforska Alpha Centauri med hjälp avStjärnskottoch liknande teknologier:
'TAlternativet är att föreställa sig att 'Oumuamua var på ett spaningsuppdrag. TAnledningen till att jag överväger spaningsmöjligheten är att antagandet att 'Oumumua följde en slumpmässig bana kräver produktion av ~10^{15} sådana objekt per stjärna i vår galax. Detta överflöd är upp till hundra miljoner gånger mer än förväntat från solsystemet, baserat på en beräkning som vi gjorde redan 2009 . Ett förvånansvärt stort överflöd, om inte 'Oumuamua är en riktad sond på ett spaningsuppdrag och inte en medlem av en slumpmässig population av föremål.'
IKAROS rymdsond med solsegel under flygning (konstnärsbild) som visar en typisk kvadratisk segelkonfiguration. Kredit: Wikimedia Commons/Andrzej Mirecki
Enligt Loeb finns det också det faktum att 'Oumuamuas bana förde den till inom 0,25 AU från solen, vilket är en bra bana för att fånga upp jorden utan att uppleva för mycket solbestrålning. Dessutom kom den inom 0,15 AU från jorden, vilket kan ha varit resultatet av orbitalkorrigeringar utformade för att underlätta en förbiflygning.
Alternativt uppger han att det är möjligt att hundratals sådana sonder kan skickas så att en av dem kom tillräckligt nära jorden för att studera den. Det faktum att Pan STARRS-1-undersökningen knappt upptäckte 'Oumuamua när den närmade sig närmast kan ses som en indikation på att det finns många andra sådana objekt som inte upptäcktes, vilket stärker argumentet för att 'Oumuamua är en av många sådana sonder.
Med tanke på att astronomer nyligen drog slutsatsen att vårt solsystem sannolikt har fångade tusentals interstellära objekt som 'Oumuamua, öppnar detta möjligheten för framtida upptäckter som kan hjälpa till att bevisa (eller motbevisa) fallet för ett interstellärt lättsegel.
Naturligtvis erkänner Bialy och Loeb att det fortfarande är för många okända för att med säkerhet kunna säga vad 'Oumuamua verkligen är. Och även om det råkar vara ett stycke naturlig sten, har alla andra asteroider och kometer som tidigare har upptäckts haft mass-till-area-förhållanden som är större än de nuvarande uppskattningarna för 'Oumuamua.
Oumuamua som det såg ut med William Herschel-teleskopet natten till den 29 oktober 2017. Kredit: Queen's University Belfast/William Herschel Telescope
Det, och det faktum att strålningstrycket verkar vara kapabelt att accelerera det, skulle betyda att 'Oumuamua representerar en ny klass av tunt interstellärt material som aldrig tidigare har setts. Om det är sant, öppnar det upp en helt ny uppsättning mysterier, som hur sådant material producerades och av vad (eller vem).
Även om det har varit utom räckhåll för våra teleskop i nästan ett år nu, kommer 'Oumuamua säkerligen att förbli föremål för intensiva studier i många år framöver. Och du kan slå vad om att astronomer kommer att leta efter fler av dem! När allt kommer omkring, 'ramanerna gör allt i treor', eller hur?
Vidare läsning: arXiv