Op 19 oktober, 2017, de Panoramic Survey Telescope en Rapid Response System-1 (Pan-STARRS-1) in Hawaï kondigden de allereerste detectie van een interstellair object aan, genaamd 1I/2017 U1 (ook bekend als 'Oumuamua). In de maanden die volgden, meerdere follow-up observaties werden uitgevoerd om meer te weten te komen over deze bezoeker, evenals het oplossen van het geschil over de vraag of het een komeet en een asteroïde was.

In plaats van het geschil op te lossen, aanvullende waarnemingen hebben het mysterie alleen maar verdiept, zelfs aanleiding geven tot suggesties dat het een buitenaards zonnezeil zou kunnen zijn. Om deze reden, wetenschappers zijn erg geïnteresseerd in het vinden van andere voorbeelden van 'Oumuamua-achtige objecten. Volgens een recente studie door een team van astrofysici van Harvard, het is mogelijk dat interstellaire objecten ons systeem binnenkomen en met enige regelmaat in onze zon terechtkomen.

De studie, "De verwarming hoger zetten op 'Oumuamua, " verscheen onlangs online en werd voor publicatie ingediend bij de Astrofysische journaalbrieven . De studie werd uitgevoerd door John Forbes - een fellow aan het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics' Institute for Theory and Computation (ITC) - en prof. Abraham Loeb - de directeur van het ITC, de Frank B. Baird Jr. Prof. of Science en de voorzitter van de afdeling Astronomy aan de Harvard University.

Om samen te vatten, toen 'Oumuamua voor het eerst werd ontdekt, het object bevond zich ongeveer 0,25 AE van de zon en was al op weg uit het zonnestelsel. Op basis van zijn traject werd geconcludeerd dat 'Oumuamua van buiten het zonnestelsel afkomstig was, in plaats van een langdurig object te zijn dat zijn oorsprong vindt in de Oortwolk. Astronomen merkten ook op dat het een hoge dichtheid leek te hebben (wat duidt op een rotsachtige en metaalachtige samenstelling) en dat het snel ronddraaide.

Dit gaf aanleiding tot de theorie dat in plaats van een interstellaire komeet te zijn, 'Oumuamua was eigenlijk een interstellaire asteroïde. Dit kwam overeen met het feit dat het geen uitgassing ondervond of een staart vormde toen het de zon het dichtst naderde. Echter, toen 'Oumuamua zijn weg uit het zonnestelsel begon te vinden, een ander onderzoeksteam merkte op dat het een toename in snelheid ervoer.

Dit vreemde gedrag bracht wetenschappers er opnieuw toe om te veronderstellen dat 'Oumuamua een komeet zou kunnen zijn, omdat uitgassen als gevolg van zonneverwarming de plotselinge snelheidsverandering zou verklaren. Helaas, tussen het feit dat het object dichter bij de zon geen ontgassing had ervaren, of een snelle evolutie in zijn spin heeft ervaren (die gepaard gaat met de plotselinge afgifte van materiaal), wetenschappers waren opnieuw op een verlies.

Zoals opgemerkt, dit gaf aanleiding tot het idee dat 'Oumuamua in feite een licht zeil zou kunnen zijn, die oorspronkelijk werd voorgesteld in een andere studie door Prof. Loeb en Shmuel Bialy (een postdoc-onderzoek bij het ITC). In principe, een licht zeil is een vorm van ruimtevaartuig dat afhankelijk is van stralingsdruk om voortstuwing te genereren, wat zou verklaren waarom het object versnelde wanneer het zich van de zon verwijderde.

Ongeacht zijn ware aard, het feit dat 'Oumuamua classificatie heeft getrotseerd, heeft het onderwerp van grote belangstelling gemaakt. Zoals Prof. Loeb tegen Universe Today zei:

"De ontdekking van 'Oumuamua stelt ons in staat om de overvloed aan interstellaire objecten van zijn grootte te kalibreren, gebaseerd op de onderzoekstijd en gevoeligheid van de Pan STARRS-telescopen. Er moet ongeveer een quadriljoen (10 ¹⁵ ) dergelijke objecten per ster in de Melkweg. Een klein deel van deze objecten passeert in de buurt van Jupiter en schopt er genoeg tegen om vast te komen te zitten in het systeemsysteem."

In een eerdere studie, Prof. Loeb en Manasvi Lingam (een postdoc-onderzoeker bij het ITC) berekenden dat het zonnestelsel naar schatting 6, 000 gevangen interstellaire objecten. In een vervolgonderzoek is Loeb en Amir Siraj identificeerden vier kandidaten voor mogelijke studie en gaven aan dat er waarschijnlijk nog veel meer zullen worden gevonden met de Large Synoptic Survey Telescope (LSST) - die in de nabije toekomst zelfs door een robotmissie kan worden bestudeerd.

"Dit is een manier om meer te weten te komen over de structuur en samenstelling van 'Oumuamua-achtige interstellaire objecten, " zei Loeb. "In ons nieuwe artikel hebben we voorgesteld om in plaats daarvan de damp te bestuderen die wordt geproduceerd wanneer dergelijke objecten dicht bij de zon komen en verdampen door de intense zonnewarmte. We berekenden de kans dat dat gebeurt, in gedachten houdend dat 'Oumuamua geen tekenen van een kometenstaart of op koolstof gebaseerd gas vertoonde, omdat het niet dicht genoeg bij de zon kwam."

Dit voorstel zou voortbouwen op de gevestigde traditie van het onderzoeken van de spectra van kometen terwijl ze dicht bij de zon passeren om meer te weten te komen over hun oorsprong. Door de productiesnelheden van water te bepalen, diatomische koolstof (C ₂ ), cyanide (CN), en aminoradicalen (NH ₂₎ - naast de dynamische eigenschappen van de komeet - kunnen wetenschappers bepalen in welk deel van de protoplanetaire schijf de komeet zich waarschijnlijk heeft gevormd.

Als we dit toepassen op lichamen in het zonnestelsel, Forbes en Loeb probeerden te beperken hoe vaak interstellaire bezoekers dicht bij onze zon passeren. Dit bestond uit het gebruik van de bekende baan van 'Oumumua en de Monte Carlo-methode (waarbij willekeurige steekproeven worden gebruikt om numerieke waarden te verkrijgen) om de verwachte verdeling van de banen van interstellaire objecten in de buurt van de zon te bepalen.

Van dit, ze waren in staat om schattingen te krijgen van hoe vaak objecten in botsing komen met onze zon, en hoeveel hiervan waarschijnlijk van interstellaire oorsprong zijn. Zoals Loeb zei:

"We hebben ontdekt dat dergelijke objecten eens in de 30 jaar met de zon in botsing komen, terwijl er elk jaar ongeveer 2 binnen de baan van Mercurius passeren. We identificeerden voorkeursoriëntaties voor de banen van interstellaire objecten en concludeerden dat ten minste één van de bekende objecten in het zonnestelsel van extrasolaire oorsprong is."

Forbes en Loeb identificeerden ook de waarschijnlijke orbitale oriëntaties die extrasolaire objecten in ons zonnestelsel zouden hebben, met behulp van gegevens van het International Celestial Reference System (ICRS). Net als bij het vorige onderzoek van Loeb en Lingam, ze hebben zelfs enkele bekende objecten in het zonnestelsel geïdentificeerd die deze oriëntaties hebben.

Deze zijn afkomstig uit NASA's JPL Small-Body Database, waarvan de meerderheid tot de Kreutz-groep behoort - een familie van zonnestralende kometen die banen hebben die hen in het perihelium extreem dicht bij de zon brengen. Van deze, Forbes en Loeb identificeren er een paar die interstellaire oorsprong zouden kunnen hebben op basis van de helling van hun banen.

"In de toekomst, veel meer interstellaire objecten zullen waarschijnlijk worden ontdekt door LSST, " zei Loeb. "Een andere telescoop met het potentieel om zonnestralende kometen te ontdekken, is de aanstaande Daniel K. Inoue Solar Telescope (DKIST), die zich net naast het Pan STARRS-observatorium op de berg Haleakala op Hawaï bevindt. DKIST zal de zon observeren met een hoge ruimtelijke en temporele resolutie, en is uitgerust met meerdere spectro-polarimeters. De mogelijkheden van DKIST om zonnestralende kometen te bestuderen, worden mogelijk beperkt door het ontbreken van een coronograaf om het zonlicht te blokkeren, maar zijn ongekende gevoeligheid en resolutie kunnen interessante ontdekkingen opleveren."

Deze laatste studie zou kunnen helpen bij toekomstige studies van interstellaire objecten, die zou kunnen onthullen wat voor soort omstandigheden aanwezig zijn in extrasolaire systemen zonder robotmissies te hoeven sturen om ze rechtstreeks te bestuderen. Ervan uitgaande dat sommige van deze objecten kunstmatig van aard zijn, ze konden ook de Fermi-paradox oplossen.

Sinds de ontdekking van 'Oumuamua (en vanwege ons onvermogen om de kwestie van zijn ware aard op te lossen), wetenschappers waren gretig op zoek naar een ander interstellair object in ons zonnestelsel om te bestuderen. Wetende dat er al een aantal zijn, en die zeer binnenkort zou kunnen worden bestudeerd, is een spannend vooruitzicht. Hoe dan ook, we staan ​​op het punt om veel te leren over dit universum dat we bewonen.