science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Astronomen vinden cyanidegas in interstellair object 2I/Borisov

Artistieke impressie van de eerste interstellaire asteroïde/komeet, "Oumuamua". Dit unieke object werd op 19 oktober 2017 ontdekt door de Pan-STARRS 1-telescoop op Hawaï. Krediet:ESO/M. Kornmesser

Toen het mysterieuze object dat bekend staat als 'Oumuamua in oktober 2017 de aarde passeerde, astronomen verheugden zich. Behalve dat het het eerste interstellaire object is dat in ons zonnestelsel is gedetecteerd, zijn komst opende onze ogen voor hoe vaak dergelijke gebeurtenissen plaatsvinden. Aangezien wordt aangenomen dat asteroïden en kometen restanten zijn van de vorming van een planetair systeem, het bood ook de mogelijkheid om extrasolaire systemen te bestuderen.

Helaas, 'Oumuamua heeft ons zonnestelsel verlaten voordat dergelijke studies konden worden uitgevoerd. Gelukkig, de detectie van komeet C/2019 Q4 (Borisov) deze zomer bood hernieuwde mogelijkheden om materiaal te bestuderen dat was achtergelaten door uitgassing. Met behulp van gegevens verzameld door de William Herschel Telescope (WHT), een internationaal team van astronomen ontdekte dat 2I/Borisov cyanide bevat. Maar zoals Douglas Adams beroemd zou zeggen, "Geen paniek!"

De studie, die onlangs verscheen in de Astrofysische journaalbrieven , werd geleid door Prof. Alan Fitzsimmons van het Astrophysics Research Centre aan de Queen's University Belfast. Hij werd vergezeld door leden van de European Southern Observatory (ESO), het Instituut voor Sterrenkunde, het STAR-instituut, het NEO-coördinatiecentrum van de ESA, het Nationaal Instituut voor Astrofysica (INAF), en meerdere universiteiten.

Zoals Prof Fitzsimmons en zijn collega's in hun studie aangeven, de detectie van interstellaire objecten zoals 'Oumuamua heeft nieuwe mogelijkheden geopend voor het bestuderen van extrasolaire planetaire systemen. In essentie, astronomen kunnen de spectra onderzoeken die dergelijke objecten creëren als ze dicht bij de zon komen en materiaal vrijgeven tijdens het ontgassen.

Aangezien kometen en asteroïden in wezen materiaal zijn dat overblijft na de vorming van een planetair systeem, deze studies zullen wetenschappers in staat stellen beperkingen op te leggen aan de fysische en chemische processen die betrokken zijn bij de vorming van planeten buiten het zonnestelsel. In principe, het is alsof je planeten buiten het zonnestelsel kunt bestuderen zonder er fysiek heen te gaan. Prof. Fitzsimmons vertelde Universe Today via e-mail, "Interstellaire objecten zijn monsters van materialen van andere planetaire systemen, geleverd aan onze deur - of in ieder geval aan ons eigen zonnestelsel. De fysieke aard geeft ons aanwijzingen over hoe andere planetaire systemen evolueren, en de soorten kleine lichamen die daar kunnen bestaan. Door hun samenstelling te meten, kunnen we wat we vinden vergelijken met tientallen jaren van studies van kometen en asteroïden die rond de zon draaien."

Een afbeelding van een protoplanetaire schijf zichtbaar als een heldere stofring. Gas is afgebeeld in blauw en stof in rood. Krediet:Jean-Francois Gonzalez.

Ter wille van hun studie, Prof. Fitzsimmons en zijn collega's gebruikten de 4,2-meter WHT en het Intermediate-dispersion Spectrograph and Imaging System (ISIS) van de ESO-sterrenwacht op La Palma om de komeet te observeren. Wat ze zagen was een dunne wolk die een sterk signaal van cyanogeengas (CN) vertoonde - met andere woorden, een giftige damp die op de aanwezigheid van cyanide wees.

Prof. Fitzsimmons legde uit dat ze vervolgonderzoeken hebben uitgevoerd met behulp van andere observatoria om hun bevindingen te bevestigen:

"Van de WHT-gegevens, plus aanvullende waarnemingen met de Gemini-Noord-telescoop in Hawaï en de Trappist-Noord-telescoop in Marokko, we hebben de relatieve hoeveelheden stofdeeltjes en CN-gas gemeten die door de komeet worden uitgestoten. We hebben getallen gevonden die veel lijken op kometen van het zonnestelsel, hoewel het iets meer 'gasachtig' kan zijn dan gemiddeld. We gebruikten die gegevens ook om de grootte van de kern te beperken, uitgaande van vergelijkbare eigenschappen als een komeet die tot de zon behoort. Deze berekeningen impliceren dat de centrale ijzige kern ergens tussen 1,4 km en 6,6 km in diameter is. Maar deze aantallen kunnen veranderen naarmate er meer gassen in de komeet worden waargenomen."

Maar voordat iemand gaat denken dat dit een gevaar kan vormen voor het leven op aarde, een paar kanttekeningen zijn nodig. Voor starters, gebaseerd op het traject van 2I/Borisov, de komeet zal voorbij de baan van Mars gaan. Tegen 8 dec. 2019, het zal het dichtst bij de zon komen, het bereiken van minder dan 2 AU in afstand (of tweemaal de afstand tussen de zon en de aarde).

Dit betekent dat de aarde geen kans heeft om door de staart van de komeet te gaan, en zal daarom geen cyanidegas in zijn atmosfeer krijgen. Tweede, iets soortgelijks gebeurde in 1910, toen de aarde door de baan van Halley's komeet ging, en onze atmosfeer veegde met zijn staart gedurende een periode van zes uur. Voorafgaand hieraan, astronomen kondigden aan dat ze spectra hadden verkregen die wezen op de aanwezigheid van cyanogeen gas in zijn staart.

2I/Borisov's traject door ons zonnestelsel. Krediet:NASA/JPL-Caltech/SBDB

Terwijl de meeste astronomen volhielden dat er niets aan de hand was, een Franse astronoom (Camille Flammarion) was minder dan optimistisch. De New York Times citeerde hem als te zeggen, "Cyanogeengas zou de atmosfeer doordringen en mogelijk al het leven op de planeet uitroeien." Veel mensen namen deze waarschuwing serieus en raakten in paniek. Maar Raad eens? Zoals zoveel andere apocalyptische voorspellingen, deze was spectaculair verkeerd.

Deze keer, De aarde gaat niet eens door de staart van de komeet, dus het is eerlijk om te zeggen dat het risico niet bestaat. Dus... je weet wel, geen paniek. Er is geen gevaar, en de aanwezigheid van deze komeet in ons zonnestelsel biedt een grote kans om serieus astronomisch onderzoek uit te voeren en moet als zodanig worden erkend.

Bovendien, de ontdekking van 2I/Borisov bevestigt iets dat astronomen al vermoedden sinds 'Oumuamua twee jaar geleden door ons zonnestelsel trok. De waargenomen samenstelling is ook nogal veelzeggend. Prof. Fitzsimmons zei:"De ontdekking bevestigt de voorspellingen dat planetaire systemen grote aantallen ijzige planetesimalen in de interstellaire ruimte kunnen uitstoten, die actieve kometen kunnen worden als ze dicht genoeg langs onze zon komen. Dit komt overeen met wat volgens ons gebeurde in ons zonnestelsel tijdens de tijd van planeetvorming en migratie. Wat verrassend is, is hoe 'normaal' Borisov er op dit moment uitziet. Dit zou kunnen wijzen op vergelijkbare komeetvormingsgebieden in andere zonnestelsels. Maar we zullen beter weten zodra er meer studies zijn uitgevoerd op Borisov, en er worden meer interstellaire kometen ontdekt."

Kortom, de studie van interstellaire objecten zou inzicht kunnen verschaffen in de aard van andere planetaire systemen, en dit specifieke object geeft aan dat ze veel op de onze kunnen lijken. Wie weet? Misschien is dit een goede indicatie dat er bewoonbare planeten in zouden kunnen bestaan, ook. We zouden tenminste weten dat alle chemische en fysische eigenschappen die nodig zijn om ze te vormen aanwezig zijn.