Toen het interstellaire object (ISO) 'Oumuamua in 2017 in ons zonnestelsel verscheen, wekte het veel belangstelling. De drang om er meer over te leren was groot, maar helaas was er geen manier om dat echt te doen. Het kwam en ging, en we moesten ons afvragen waar het van gemaakt was en waar het vandaan kwam. Toen, in 2019, kwam de ISO-komeet Borisov voor een kort bezoek, en opnieuw bleven we ons afvragen.

Er zullen ongetwijfeld meer van deze ISO's ons zonnestelsel doorkruisen. Er wordt gesproken over het klaar hebben van missies om in de toekomst een van deze interstellaire bezoekers te bezoeken, maar om dat te laten gebeuren moeten we vooraf op de hoogte worden gesteld van de aankomst ervan. Zou het Vera Rubin Observatorium ons dit ver genoeg van tevoren kunnen vertellen?

Geen enkele missie verlaat het lanceerplatform zonder gedetailleerde planning, en gedetailleerde planning is afhankelijk van observaties. Waarnemingen op de grond legden de basis voor onze uitstapjes naar het zonnestelsel. NASA-missies zoals OSIRIS-REx, Lucy en Psyche zijn eenvoudigweg onmogelijk zonder gedetailleerde grondobservaties die de weg voorbereiden.

Binnenkort zal een van onze krachtigste en meest unieke observatoria operationeel worden:het Vera Rubin Observatorium. De belangrijkste activiteit zal de Legacy Survey of Space and Time (LSST) zijn. De LSST zal ons zonnestelsel veel gedetailleerder in beeld brengen dan ooit tevoren, en zal dit tien jaar lang onafgebroken blijven doen. De rijkdom aan gegevens die uit deze observaties voortvloeit, zal een enorm voordeel zijn voor de missieplanning en zal waarschijnlijk missies inspireren waar we nog niet van hebben gedroomd.

Het Legacy Survey of Space and Time van de VRO is gebaseerd op de 8,4 meter grote hoofdspiegel van het observatorium en zijn vermogen om in slechts vijf seconden van doel te veranderen. Daaraan vast zit 's werelds grootste digitale camera, een 3,2 gigapixel kolos. De VRO brengt elke paar nachten de gehele beschikbare nachtelijke hemel in beeld.

De LSST is gericht op het detecteren van transiënten zoals supernova's en gammaflitsen. Het gaat ook donkere energie en donkere materie bestuderen en de Melkweg in kaart brengen. Maar het zal ook kleine objecten in ons zonnestelsel in kaart brengen, zoals asteroïden in de buurt van de aarde (NEA) en Kuipergordelobjecten (KBO's).

"Niets komt in de buurt van de diepgang van Rubins onderzoek en het niveau van karakterisering dat we zullen krijgen voor objecten in het zonnestelsel", zegt Siegfried Eggl, assistent-professor aan de Universiteit van Illinois Urbana-Champaign en hoofd van de Inner Solar System Working Group binnen de Universiteit van Illinois. Rubin/LSST zonnestelsel Science Collaboration. "Het is fascinerend dat we de mogelijkheid hebben om interessante objecten te bezoeken en ze van dichtbij te bekijken. Maar om dat te doen moeten we weten dat ze bestaan, en we moeten weten waar ze zijn. Dit is wat Rubin ons zal vertellen."

Het is moeilijk te overschatten hoe de VRO en zijn LSST ons begrip van het zonnestelsel zullen vergroten. Er zijn andere surveytelescopen, zoals Pan-STARRS (Panoramic Survey Telescope en Rapid Response System). Pan-STARRS heeft enorme aantallen astronomische transiënten gedetecteerd. Zijn taak is om ze te detecteren en astronomen te waarschuwen, zodat andere telescopen ze kunnen observeren.

Pan-STARRS is gebaseerd op twee telescopen met spiegels van 1,8 meter en is onze meest effectieve detector van Near-Earth Objects (NEO's), maar zodra de VRO operationeel is, zal deze naar een verre tweede plaats worden verbannen.

Intrigerend genoeg detecteert de VRO ook ISO's. In een artikel uit 2023 schatten onderzoekers dat de VRO jaarlijks wel zeventig interstellaire objecten zal detecteren. Als de VRO ze ver genoeg van tevoren kan zien, kan dat ons de tijd geven om er een missie naar te lanceren.

"Rubin is in staat ons de voorbereidingstijd te geven die we nodig hebben om een ​​missie te lanceren om een ​​interstellair object te onderscheppen", aldus Eggl. "Dat is een synergie die heel uniek is voor Rubin en uniek voor de tijd waarin we leven."

Het is onduidelijk hoeveel ISO's elk jaar ons zonnestelsel bezoeken en detecteerbaar zullen zijn. Terwijl sommige onderzoekers suggereren dat de VRO er 70 per jaar kan detecteren, zeggen anderen dat het aantal lager zal zijn. De VRO is geen magie. Objecten die te zwak zijn en/of te snel bewegen, kunnen aan detectie ontsnappen. Maar het lijkt zeker dat de LSST enkele ISO's zal detecteren. Het kan zelfs patronen in hun trajecten onderscheiden, waardoor het gemakkelijker wordt om er meer te detecteren.

Naarmate onze kennis over ISO’s groeit, zal de drang om een ​​van hen te bezoeken ook toenemen. Het optreden van 'Oumuamua en Borisov laat zien dat er zich steeds weer kansen zullen voordoen. Er zijn al voorlopige plannen om er een te bezoeken.

De Comet Interceptor van ESA is ontworpen om een ​​langperiodieke komeet te bezoeken. De Interceptor-missie beschikt over drie ruimtevaartuigen, en elk daarvan zal de komeet vanuit een andere hoek bestuderen, waardoor een 3D-weergave ontstaat. Vooraankondiging is van cruciaal belang voor de Comet Interceptor-missie, en de ESA vermeldt specifiek dat de LSST de missie mogelijk maakt door ons snel genoeg te waarschuwen voor een geschikt doelwit.

Maar het doelwit hoeft geen komeet te zijn. Het kan van alles zijn dat door het binnenste zonnestelsel reist.

Het unieke aan de Comet Interceptor is dat hij al op zijn doel wacht. Na de lancering reist het naar het Lagrange 2 (L2)-punt van de zon en de aarde. Het zal daar een halo-baan binnengaan en verdere instructies afwachten. De ESA kan wachten totdat de VRO een gewenst doelwit op het juiste traject detecteert, en zij de Comet Interceptor kunnen activeren.

NASA's Lucy-missie laat zien hoe geavanceerde kennis van objecten in het zonnestelsel krachtige missies mogelijk maakt. Lucy vertrouwt op nauwkeurige observaties van objecten in het zonnestelsel en zal verschillende asteroïden bezoeken door zich een weg te banen door het binnenste zonnestelsel, waarbij ze de aarde bij drie verschillende gelegenheden als zwaartekrachthulp gebruikt. Gedetailleerde kennis van het zonnestelsel inspireerde en maakte Lucy's missie mogelijk.

De Comet Interceptor, of een andere soortgelijke missie, heeft zo'n complex pad niet nodig. Maar net als Lucy zal het afhankelijk zijn van scherpe observaties, iets waar de VRO en de LSST uitgebreid op in zullen gaan.

De LSST zal niet alleen missies als de Comet Interceptor mogelijk maken. Het zal nieuwe ideeën inspireren die we ons nog niet kunnen voorstellen. Dat komt omdat we nog niet weten wat de enquête zal onthullen. Het kan gebieden van objecten blootleggen die zich gedragen op een manier die we nog niet hebben gezien, of typen van bij elkaar gegroepeerde objecten die onzichtbaar zijn gebleven.

"Als je denkt dat Rubin naar een strand kijkt, zie je miljoenen en miljoenen individuele zandkorrels die samen het hele strand vormen", zei Eggl. "Er kan een gebied met geel zand zijn, of vulkanisch zwart zand, en een ruimte Een missie naar een object in die regio zou kunnen onderzoeken wat het anders maakt. Vaak weten we niet wat raar of interessant is, tenzij we de context kennen waarin het zich bevindt. Met onze huidige telescopen hebben we in wezen naar de grote rotsblokken op de aarde gekeken. strand", zegt Eggl, "maar Rubin zoomt in op de fijnere zandkorrels."

De Jupiter Trojan-asteroïden die Lucy zal bezoeken zijn hiervan een goed voorbeeld. Er werd voorspeld dat dit type asteroïde al in de jaren 1770 bestond, maar de eerste werd pas meer dan een eeuw later gezien. Zelfs toen was niemand er zeker van dat het daadwerkelijk een Trojaanse asteroïde was, totdat er bijna een eeuw voorbij was. Nu weten astronomen dat het er duizenden zijn.

Op een vergelijkbare manier zou onze kennis van ISO's veel completer kunnen worden zodra de LSST van start gaat. Er zou een heel nieuw venster in ISO's kunnen worden geopend. Astronomen kunnen patronen in hun trajecten en in hun samenstelling ontdekken die tot nieuwe inzichten over hun oorsprong leiden. Als de Comet Interceptor of een soortgelijke missie naar één wordt gestuurd, zullen we meer te weten komen over hoe planetaire systemen ontstaan, inclusief die van ons.

Niet alles in ons zonnestelsel ontstond op de plek waar we het nu zien. Er zijn enkele lichamen buitgemaakt, zoals de maan Triton van Neptunus, die waarschijnlijk een gevangen object uit de Kuipergordel is. Astronomen denken dat het zeer waarschijnlijk is dat sommige objecten in ons zonnestelsel vastgelegde ISO's zijn. De VRO en de missies die zij inspireert zouden deze objecten kunnen identificeren.

Nieuwe observaties leiden tot nieuwe vragen en nieuwe missies die zijn ontworpen om deze te beantwoorden. Dat is een al lang bestaand patroon in onze zoektocht om de natuur te begrijpen.

Wie weet wat de VRO gaat zien en tot welke toekomstige missies de bevindingen zullen leiden?

Aangeboden door Universe Today