Het eerste interstellaire object ooit gezien in ons zonnestelsel, genaamd 'Oumuamua, geeft wetenschappers een frisse kijk op de ontwikkeling van planetenstelsels. Een nieuwe studie door een team met astrofysici in het Goddard Space Flight Center van NASA in Greenbelt, Maryland, berekend hoe deze bezoeker van buiten ons zonnestelsel past in wat we weten over hoe planeten, asteroïden en kometen ontstaan.

Op 19 oktober, 2017, astronomen die met de door de NASA gefinancierde Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System (Pan-STARRS1) aan de Universiteit van Hawaï werkten, zagen een object met een zeer hoge snelheid door ons zonnestelsel razen. Wetenschappers van het Minor Planet Center, gefinancierd door NASA's Near-Earth Object Observations Program, bevestigde dat het het eerste object van interstellaire oorsprong was dat we hebben gezien. Het team noemde het 'Oumuamua (uitgesproken als oh-MOO-ah-MOO-ah), wat in het Hawaïaans 'een boodschapper van ver die als eerste aankomt' betekent - en het doet zijn naam al eer aan.

"Dit object is waarschijnlijk uit een ver sterrenstelsel geslingerd, " zei Elisa Quintana, een astrofysicus bij Goddard. "Wat interessant is, is dat alleen dit ene object dat zo snel voorbij vliegt, ons kan helpen sommige van onze planeetvormingsmodellen te beperken."

Op 19 september 'Oumuamua snelde langs de zon om ongeveer 196, 000 mph (315, 400 km/u), snel genoeg om aan de aantrekkingskracht van de zon te ontsnappen en los te komen van het zonnestelsel, om nooit meer terug te keren. Gebruikelijk, een object dat met een vergelijkbare snelheid reist, zou een komeet zijn die vanuit het buitenste zonnestelsel naar de zon valt. Kometen zijn ijzige objecten die variëren van de grootte van een huis tot vele kilometers in doorsnee. Maar ze stoten meestal gas en stof uit als ze de zon naderen en opwarmen. 'Oumuamua niet. Sommige wetenschappers interpreteerden dit om te betekenen dat 'Oumuamua een droge asteroïde was.

Planeten en planetesimalen, kleinere objecten, waaronder kometen en asteroïden, condenseren uit schijven van stof, gas en ijs rond jonge sterren. Kleinere objecten die zich dichter bij hun sterren vormen, zijn te heet om stabiel oppervlakte-ijs te hebben en asteroïden te worden. Degenen die zich verder weg vormen, gebruiken ijs als bouwsteen en worden kometen. Het gebied waar asteroïden zich ontwikkelen is relatief klein.

"Het totale onroerend goed dat daarvoor warm genoeg is, is bijna nul, " zei hoofdauteur Sean Raymond, een astrofysicus bij het Franse Nationale Centrum voor Wetenschappelijk Onderzoek en de Universiteit van Bordeaux. "Het zijn deze kleine cirkelvormige gebieden rond sterren. Het is moeilijker voor dat spul om uitgeworpen te worden omdat het meer zwaartekracht gebonden is aan de ster. Het is moeilijk voor te stellen hoe 'Oumuamua uit zijn systeem zou zijn geschopt als het begon als een asteroïde. "

De afstand van een ster waarboven water ijs blijft, zelfs als het wordt blootgesteld aan zonlicht, heet de sneeuwgrens of ijslijn. In ons eigen zonnestelsel bijvoorbeeld, objecten die zich binnen drie keer de afstand tussen de zon en de aarde ontwikkelden, zouden zo heet zijn geweest dat ze al hun water verloren. Die sneeuwgrens trok een beetje samen toen de zon in de loop van de tijd kromp en afkoelde, maar onze belangrijkste asteroïden in de gordel bevinden zich binnen of nabij onze sneeuwgrens - dicht genoeg bij de zon dat het moeilijk zou zijn om uitgeworpen te worden.

"Als we planeetvorming goed begrijpen, uitgeworpen materiaal zoals 'Oumuamua moet overwegend ijzig zijn, " zei Thomas Barclay, een astrofysicus aan Goddard en de Universiteit van Maryland, Baltimore County. "Als we populaties van deze objecten zien die overwegend rotsachtig zijn, het vertelt ons dat er iets mis is met onze modellen."

Wetenschappers vermoeden dat de meeste uitgeworpen planetesimalen afkomstig zijn van systemen met gigantische gasplaneten. De aantrekkingskracht van deze massieve planeten kan objecten uit hun systeem de interstellaire ruimte in werpen. Systemen met reuzenplaneten in onstabiele banen zijn het meest efficiënt in het uitwerpen van deze kleinere lichamen, omdat als de reuzen ronddraaien, ze komen met meer materiaal in aanraking. Systemen die geen reuzenplaneten vormen, stoten zelden materiaal uit.

Met behulp van simulaties uit eerder onderzoek, Raymond en collega's toonden aan dat een klein percentage van de objecten zo dicht bij gasreuzen komt als ze worden uitgeworpen, dat ze in stukken zouden moeten worden gescheurd. De onderzoekers denken dat de sterke rekking door de zwaartekracht die in deze scenario's optreedt de lange, dunne sigaarachtige vorm.

De onderzoekers berekenden het aantal interstellaire objecten dat we zouden moeten zien, gebaseerd op schattingen dat een sterrenstelsel waarschijnlijk een paar aardmassa's materiaal uitwerpt tijdens de vorming van planeten. Ze schatten dat een paar grote planetesimalen het grootste deel van die massa zullen bevatten, maar in de minderheid zullen zijn door kleinere fragmenten zoals 'Oumuamua. De resultaten zijn op 27 maart gepubliceerd in het tijdschrift Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society .

De bevindingen zijn al gedeeltelijk bevestigd door waarnemingen van de kleur van het object. Andere studies hebben ook opgemerkt dat sterrenstelsels zoals het onze eerder kometen uitwerpen dan asteroïden. Toekomstige observatoria zoals de door de National Science Foundation gefinancierde Large Synoptic Survey Telescope zouden wetenschappers kunnen helpen meer van deze objecten te ontdekken en ons statistisch inzicht in de vorming van planeten en planeten te verbeteren, zelfs buiten ons zonnestelsel.

"Ook al vloog dit object door ons zonnestelsel, het heeft implicaties voor planeten buiten het zonnestelsel en het vinden van andere aardes, ' zei Quintana.