Op 19 oktober, 2017, de Panoramic Survey Telescope en Rapid Response System-1 (Pan-STARRS-1) in Hawaï kondigden de allereerste detectie aan van een interstellaire asteroïde, genaamd 1I/2017 U1 (ook bekend als "Oumuamua). In de maanden die volgden, meerdere vervolgwaarnemingen werden uitgevoerd waardoor astronomen een beter idee kregen van de grootte en vorm, terwijl het ook onthulde dat het de kenmerken had van zowel een komeet als een asteroïde.

Interessant genoeg, er is ook enige speculatie geweest dat op basis van zijn vorm, 'Oumuamua zou eigenlijk een interstellair ruimtevaartuig kunnen zijn (Breakthrough Listen heeft het zelfs gecontroleerd op tekenen van radiosignalen!). Een nieuwe studie door een paar astronomen van het Harvard Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) heeft een stap verder gebracht. wat suggereert dat 'Oumuamua eigenlijk een lichtzeil van buitenaardse oorsprong kan zijn.

De studie - "Kan zonnestralingsdruk verklaren" Oumuamua's eigenaardige versnelling?, " die onlangs online verscheen - werd uitgevoerd door Shmuel Bialy en Prof. Abraham Loeb. Terwijl Bialy een postdoctoraal onderzoeker is aan het CfA's Institute for Theory and Computation (ITC), Prof. Loeb is de directeur van het ITC, de Frank B. Baird Jr. Professor of Science aan de Harvard University, en de voorzitter van de Breakthrough Starshot Advisory Committee.

Om samen te vatten, 'Oumuamua werd voor het eerst opgemerkt door de Pan-STARRS-1-enquête 40 dagen nadat hij het dichtst bij de zon was gekomen (op 9 september, 2017). Op dit punt, het was ongeveer 0,25 AU van de zon (een kwart van de afstand tussen de aarde en de zon), en is al op weg uit het zonnestelsel. In die tijd, astronomen merkten op dat het een hoge dichtheid leek te hebben (wat duidt op een rotsachtige en metaalachtige samenstelling) en dat het snel ronddraaide.

Hoewel het geen tekenen van ontgassing vertoonde toen het dicht bij onze zon kwam (wat zou hebben aangegeven dat het een komeet was), een onderzoeksteam was in staat om spectra te 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 laatste beelden van 'Oumuamua die onverwacht gedrag aan het licht brachten.

Na het bekijken van de beelden, een ander internationaal onderzoeksteam ontdekte dat 'Oumuamua in snelheid was toegenomen, in plaats van te vertragen zoals verwacht. De meest waarschijnlijke verklaring, zij beweerden, was dat 'Oumuamua materiaal van het oppervlak afvoerde vanwege zonneverwarming (ook bekend als ontgassing). De release van dit materiaal, wat overeenkomt met hoe een komeet zich gedraagt, zou 'Oumuamua het gestage duwtje geven dat nodig was om deze snelheidsverhoging te bereiken.

hieraan, Bialy en Loeb bieden een tegenverklaring. Als 'Oumuamua in feite een komeet was, waarom ervoer het dan geen ontgassing toen het het dichtst bij onze zon was? In aanvulling, ze citeren ander onderzoek waaruit bleek dat als uitgassing verantwoordelijk was voor de versnelling, het zou ook een snelle evolutie in de spin van 'Oumuamua hebben veroorzaakt (die niet werd waargenomen).

In principe, Bialy en Loeb overwegen de mogelijkheid dat 'Oumuamua in feite een licht zeil zou kunnen zijn, een soort ruimtevaartuig dat afhankelijk is van stralingsdruk om voortstuwing te genereren - vergelijkbaar met waar Breakthrough Starshot aan werkt. Vergelijkbaar met wat gepland is voor Starshot, dit lichtzeil kan vanuit een andere beschaving zijn gestuurd om ons zonnestelsel te bestuderen en te zoeken naar tekenen van leven. Zoals Prof. Loeb via e-mail aan Universe Today uitlegde:

"We verklaren de overmatige versnelling van `Oumuamua weg van de zon als het resultaat van de kracht die het zonlicht op het oppervlak uitoefent. Om deze kracht de gemeten overmatige versnelling te verklaren, het object moet extreem dun zijn, van een fractie van een millimeter dik maar tientallen meters groot. Dit maakt het object lichtgewicht voor zijn oppervlakte en maakt het mogelijk om als een lichtzeil te fungeren. De oorsprong ervan kan natuurlijk zijn (in het interstellaire medium of proto-planetaire schijven) of kunstmatig (als een sonde die wordt gestuurd voor een verkenningsmissie naar het binnenste gebied van het zonnestelsel)."

Op basis hiervan, Bialy en Loeb gingen de waarschijnlijke vorm berekenen, dikte, en de verhouding tussen massa en oppervlakte die zo'n kunstmatig object zou hebben. Ze probeerden ook te bepalen of dit object zou kunnen overleven in de interstellaire ruimte, en of het bestand zou zijn tegen de trekspanningen veroorzaakt door rotatie en getijkrachten.

Wat ze ontdekten was dat een zeil van slechts een fractie van een millimeter dik (0,3-0,9 mm) voldoende zou zijn voor een plaat van vast materiaal om de reis door de hele melkweg te overleven - hoewel dit sterk afhangt van de massadichtheid van 'Oumuamua ( die niet goed is ingeperkt). Dik of dun, dit zeil zou bestand zijn tegen botsingen met stofkorrels en gas die het interstellaire medium doordringen, evenals centrifugale en getijdenkrachten.

Wat betreft wat een buitenaards lichtzeil zou doen in ons zonnestelsel, Bialy en Loeb geven daar enkele mogelijke verklaringen voor. Eerst, ze suggereren dat de sonde eigenlijk een ter ziele gegane zeil kan zijn dat drijft onder invloed van zwaartekracht en stellaire straling, vergelijkbaar met puin van scheepswrakken die in de oceaan drijven. Dit zou helpen verklaren waarom Breakthrough Listen geen bewijs vond van radio-uitzendingen.

Loeb illustreerde dit idee verder in een recent artikel dat hij schreef voor Scientific American, waar hij suggereerde dat 'Oumuamua het eerste bekende geval zou kunnen zijn van een kunstmatig relikwie dat vanuit de interstellaire ruimte in ons zonnestelsel zweefde. Bovendien, hij merkt op dat lichtzeilen met vergelijkbare afmetingen door mensen zijn ontworpen en gebouwd, waaronder het door Japan ontworpen IKAROS-project en het Starshot Initiative waarbij hij betrokken is.

"Deze kans vormt een potentiële basis voor een nieuwe grens van ruimtearcheologie, namelijk de studie van relikwieën uit vroegere beschavingen in de ruimte, Loeb schreef. "Bewijs vinden voor ruimteafval van kunstmatige oorsprong zou een bevestigend antwoord geven 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."

Anderzijds, zoals Loeb tegen Universe Today zei, 'Oumuamua zou een actief stukje buitenaardse technologie kunnen zijn die ons zonnestelsel kwam verkennen, op dezelfde manier hopen we Alpha Centauri te verkennen met behulp van Starshot en vergelijkbare technologieën:

"Het alternatief is om je voor te stellen dat 'Oumuamua op een verkenningsmissie was. De reden dat ik de verkenningsmogelijkheid overweeg, is dat de veronderstelling dat 'Oumumua een willekeurige baan volgde, de productie van ~10^{15} dergelijke objecten per ster in onze melkweg vereist Deze overvloed is tot honderd miljoen keer meer dan verwacht van het zonnestelsel, op basis van een berekening die we in 2009 hebben gemaakt. Een verrassend hoge overvloed, tenzij 'Oumuamua een gerichte sonde is op een verkenningsmissie en geen lid is van een willekeurige populatie objecten'.

Volgens Loeb, dat er ook het feit is dat 'Oumuamua's baan het tot binnen 0.25 AU van de zon bracht, wat een goede baan is om de aarde te onderscheppen zonder te veel zonnestraling te ervaren. In aanvulling, het kwam tot binnen 0,15 AU van de aarde, die het gevolg kunnen zijn van orbitale correcties die zijn ontworpen om een ​​flyby te vergemakkelijken.

Afwisselend, hij stelt 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 het Pan STARRS-1-onderzoek 'Oumuamua nauwelijks heeft gedetecteerd bij zijn dichtste nadering, kan worden gezien als een indicatie dat er veel andere dergelijke objecten zijn die niet zijn gedetecteerd, het versterken van de zaak voor 'Oumuamua als een van de vele van dergelijke sondes.

Gezien het feit dat astronomen onlangs hebben geconcludeerd dat ons zonnestelsel waarschijnlijk duizenden interstellaire objecten zoals 'Oumuamua heeft vastgelegd, dit opent de mogelijkheid voor toekomstige detecties die het geval voor een interstellair lichtzeil kunnen helpen bewijzen (of weerleggen).

Van nature, Bialy en Loeb erkennen dat er nog te veel onbekenden zijn om met zekerheid te zeggen wat 'Oumuamua werkelijk is. En zelfs als het een stuk natuurlijk gesteente is, all other asteroids and comets that have previously been detected have had mass-to-area ratios orders of magnitude larger than the current estimates for 'Oumuamua.

Dat, and the fact that radiation pressure appears to be capable of accelerating it, would mean that 'Oumuamua represents a new class of thin interstellar material that has never before been seen. If true, that opens up a whole new set of mysteries, such as how such material was produced and by what (or whom).

While it has been beyond the reach of our telescopes for almost a year now, 'Oumuamua is sure to remain the subject of intense study for many years to come. And you can bet astronomers will be on the lookout for more of them! Ten slotte, "the Ramans do everything in threes, " right?