W październiku ubiegłego roku świat obiegły informacje o odkryciu w Układzie Słonecznym dziwnego obiektu. Początkowo sklasyfikowano go jako kometę, ale już po tygodniu uznano, że jednak jest to planetoida. Niepewność co do pochodzenia i budowy przyczyniła się do powstania wielu mniej lub bardziej szalonych teorii, lecz kilka dni temu sprawa wreszcie się wyjaśniła.
Dziwny obiekt przemierzający Układ Słoneczny został odkryty przez Pan-STARRS1, czyli teleskop PS1 działający w ramach programu Pan-STARRS. Jest to program skupiający się na ciągłej obserwacji nieba; w jego skład wchodzą kamery i teleskopy (aktualnie dwa, docelowo mają być cztery) oraz cały system przetwarzania danych. Teleskopy umieszczone są na szczytach dwóch hawajskich wulkanów – Mauna Kea i Haleakala. W latach 2010-2014 teleskop PS1 dwunastokrotnie przeskanował niebo; analiza danych pozwoliła wyodrębnić aż trzy miliardy obiektów, począwszy od wielkich galaktyk, na niewielkich kometach skończywszy.
19 października 2017 Pan-STARSS1 zaobserwował obiekt, który wydawał się pochodzić spoza Układu Słonecznego. Jeszcze w tym samym miesiącu przeprowadzono dodatkowe obserwacje – do pracy zaprzęgnięto między innymi Bardzo Duży Teleskop (nie pytajcie, kto wymyślał tę nazwę), należący do Europejskiego Obserwatorium Południowego, który wciąż jest jednym z największych wykorzystywanych obiektów tego typu. Dane, które przyniosły obserwacje, przez długie miesiące spędzały sen z powiek astronomów i innych badaczy.
Pierwszy z wielu
Oumuamua, bo tak nazwany został obiekt, w wolnym tłumaczeniu z języka hawajskiego znaczy tyle, co „pierwszy posłaniec”, „zwiadowca” albo „przybysz” – w internecie znajduje się kilka wersji tłumaczenia. Nazwany został nieprzypadkowo – jest pierwszym zaobserwowanym obiektem, który przelatuje przez Układ Słoneczny, a nie pochodzi z Układu Słonecznego. Komety, które mamy okazję obserwować w pewnych odstępach czasowych (choćby najsłynniejszą kometę Halleya), krążą wokół Słońca po mniej lub bardziej wydłużonych orbitach. Oumuamuę (chyba tak się to odmienia) mamy szansę obserwować tylko teraz, choć szansa ta z każdym dniem zanika. Obiekt minął już Słońce i w tym momencie znajduje się na drodze wylotowej, a ponieważ pochodzi spoza Układu Słonecznego, prawdopodobnie już nigdy go tutaj nie zobaczymy.
No dobra, ale czym on właściwie jest? Na początku wspomniałem, że w pierwszej chwili uznany został za kometę, jednakże już po krótkich obserwacjach stwierdzono, że jest to jednak planetoida. Różnica między tymi obiektami jest dość prosta – podczas przelotu w pobliżu gwiazdy komety wykazują aktywność; z ich jądra wyrzucana jest materia, która w reakcji z wiatrem słonecznym tworzy efektowną gazową otoczkę zwaną komą. Planetoidy natomiast są po prostu kawałkami skały, które zachowują się tak samo niezależnie od odległości od gwiazdy. Ponieważ Oumuamua nie zmieniał swojego zachowania w miarę zbliżania się do Słońca, uznano, iż jest to zwykła planetoida. Chociaż „zwykła” nie jest chyba zbyt dobrym określeniem.
To, co w Oumuamui jest dziwne, to sama jej osoba, jeśli można to tak nazwać. Obiekt nie jest bowiem podobny do żadnej z obserwowanych wcześniej planetoid – ma wymiary około 200 na 20 metrów, a więc kompletnie nie przypomina obiektu kulistego, których zdecydowanie jest najwięcej. Ba, gdyby opierać się tylko na obserwacjach, a nie przypuszczeniach, to Oumuamua jest pierwszym tak bardzo niekulistym zaobserwowanym obiektem. Cygarowata powierzchnia pokryta jest izolowaną warstwą bogatą w substancje organiczne, które powstały wskutek długotrwałego oddziaływania promieniowania kosmicznego. Nic dziwnego – jeśli Oumuamua pochodzi spoza Układu Słonecznego, to w swoją podróż wyruszyła prawdopodobnie miliony lat temu.
Skąd ta tajemniczość?
Szacuje się, że przez Układ Słoneczny przelatuje średnio jedna taka międzygwiazdowa planetoida rocznie, choć niektóre dane podają znacznie większą liczbę. Oumuamua jest po prostu pierwszą, którą udało się zaobserwować. Wzbudziło to ogromne zainteresowanie nie tylko astronomów, ale także zwykłych pasjonatów. Skoro pierwszy raz widzimy coś, co przybyło spoza Układu Słonecznego, to może jest to statek obcych? Dziwny kształt, zachowanie niepasujące do znanych wzorców, pochodzenie – to wszystko składa się na, można by powiedzieć, w miarę logiczną całość. Mało tego – tor lotu Oumuamui jest na tyle „precyzyjny”, że wiedzie obiekt pomiędzy Słońcem a Merkurym, czyli planetą najbliższą naszej rodzimej gwieździe. Prawdopodobieństwo, że naturalna planetoida trafi akurat pomiędzy te dwa ciała niebieskie, teoretycznie jest dość niskie. Chyba że byłaby sterowana przez… obcych.
Doniesienia o potencjalnej „obcości” były na tyle angażujące, że sprawą zainteresował się sam Instytut SETI. Dla przypomnienia – jest to wieloletni projekt naukowy, którego zadaniem jest znalezienie kontaktu z pozaziemskimi cywilizacjami. Przez kilka dni obiekt był nieustannie skanowany pod kątem emisji jakichkolwiek sygnałów, które mogłyby być pochodzenia sztucznego. Niestety, jak możecie się już domyślić, nic z tego nie wynikło. Ziścił się najbardziej prawdopodobny scenariusz, a Oumuamua przywitała nas tylko i wyłącznie ciszą radiową.
Trudna do wyjaśnienia pozostała jeszcze jedna kwestia – rotacja. Oumuamua obraca się wokół wszystkich trzech osi, a zostało to udowodnione za pomocą obserwacji zmian jasności. Ta kwestia również przysporzyła astronomom mnóstwo problemów – zmiany jasności były na tyle nieregularne i nieprzewidywalne, że same w sobie stały się przyczyną plotek o sztucznym pochodzeniu obiektu. Dokładniejsze obserwacje wykazały jednak, że odpowiada za nie po prostu sama złożona rotacja obiektu, chociaż wciąż nie znamy jej dokładnej przyczyny. I prawdopodobnie nigdy jej nie poznamy – Oumuamua minął (albo minęła) już Jowisza, a w przyszłym roku znajdzie się za Saturnem. Szanse na poznanie tajemnicy maleją z każdym dniem, a my możemy tylko i wyłącznie snuć przypuszczenia. Przypuszczenia, których nigdy nie będziemy w stanie potwierdzić.
Noc komety
Teraz jest ten moment, kiedy w artykule pojawia się naukowy zwrot akcji. Wspomniałem na początku, że w pierwszej chwili astronomowie uznali Oumuamuę za kometę. Jak się okazuje, mieli wtedy całkowitą słuszność, choć wówczas nie dysponowali jeszcze odpowiednimi dowodami. Jednakże, gdy nasz tajemniczy obiekt minął Słońce, zaczęły dziać się dziwne rzeczy. Bynajmniej nie nadprzyrodzone, ale jednak na tyle istotne, że astronomowie musieli przewartościować wszystko, co wiemy o naszym obiekcie.
Okazało się bowiem, że prędkość Oumuamui zmienia się w sposób, który nie pasuje do bezwładnego kawałka skały. Po minięciu Słońca kometa oczywiście zaczęła zwalniać, natomiast obliczenia wykazały, że zwalnia minimalnie za wolno. A ponieważ wykluczyliśmy już wpływ obcych cywilizacji, rozwiązanie mogło być tylko jedno – kometa. A ściślej mówiąc to, co z kometą się wiąże, czyli uwalnianie materii w przestrzeń. Odrzut związany z wyrzucaniem części materii powodował nieznaczne zmiany w prędkości obiektu. Ukoronowaniem teorii stało się zaobserwowanie tej samej zależności, co w przypadku innych komet – im dalej od gwiazdy, tym mniejszy jest wpływ na prędkość obiektu. Powód jest prosty – im zimniej, tym mniej zewnętrznej warstwy lodu jest roztapiane i tym mniej materii z jądra wydostaje się w przestrzeń.
Fakt, że Oumuamua jednak jest kometą, tłumaczy również dziwny sposób rotacji obiektu. Każdy odrzut związany z uwalnianiem się materii z jądra komety nie tylko powoduje zmianę prędkości, ale również wpływa na własny obrót obiektu. Jeśli kometa podróżowała już przez kilka układów słonecznych, to za każdym razem, poprzez pozbywanie się części siebie, wpływała na to, w jaki sposób się obraca. Jest to niewykluczone; choć obiekt nadleciał od strony Vegi, to szanse na to, że rzeczywiście pochodzi od tej gwiazdy, są raczej nikłe.
Cenna lekcja
Obserwacja Oumuamui (palce sobie można połamać podczas pisania tej nazwy!), choć kometa praktycznie była tylko dziwnym kawałkiem skały, wywołała dość spore poruszenie w całej społeczności astronomów. Pierwszy raz w historii zaobserwowaliśmy obiekt, który ewidentnie nie pochodził nawet z najdalszych zakątków Układu Słonecznego. Niestety, nie byliśmy w stanie zbadać go dokładniej – ponieważ prędkość komety jest większa niż prędkość ucieczki z Układu Słonecznego, to by móc przeprowadzić jakiekolwiek bezpośrednie badania, sami musielibyśmy dysponować nieco szybszym pojazdem. Ktoś może spytać – ale co nam po badaniu takiego kawałka skały? Cóż, taki kawałek skały gdzieś musiał powstać. Być może dokładniejsza analiza Oumuamui powiedziałaby nam coś o tym, jak powstają inne układy słoneczne. Tego nie dowiemy się już nigdy – teraz pozostaje nam tylko odprowadzić wzrokiem tajemniczego przybysza z nadzieją, że następnego zauważymy już niebawem.
źródła: nbcnews1, nbcnews2, nbcnews3, nwppap1, nwppap2 / zdjęcie tytułowe od ESO
_
#MiniNauka to cykl, w ramach którego staram się przekuwać swoje naukowe (czy raczej popularnonaukowe) zainteresowania w treści popularyzujące wiedzę o świecie i zjawiskach w nim zachodzących. Poruszam się po obszarach fizyki, kosmosu i technologii przyszłości, nierzadko sięgając po inne, powiązane dziedziny, przy zachowaniu przystępnej formy i względnie prostego języka.
