1I/ʻOumuamua, wcześniej znany jako A/2017 U1 oraz C/2017 U1 (PANSTARRS) – to małe ciało niebieskie, które jest obiektem pozasłonecznym, przelatującym przez Układ Słoneczny. Odkrycie miało miejsce 19 października 2017 roku, kiedy to Robert Weryk zarejestrował go na hiperbolicznej orbicie dzięki obserwacjom z programu Pan-STARRS, gdy obiekt znajdował się w odległości 0,2 au (30 mln km) od Ziemi.
Początkowo uznawano go za kometę, jednak po tygodniu obserwacji sklasyfikowano go jako planetoidę. Szczegółowe badania oraz obliczenia przeprowadzone w czerwcu 2018 roku ujawniły, że obiekt wykazuje niegrawitacyjne przyspieszenie, które można tłumaczyć stałym, anizotropowym wyrzucaniem gazu lub pyłu, a jego właściwości fizyczne przypominają te z jąder kometarnych. Ostatecznie zatem obiekt został sklasyfikowany jako kometa.
Na podstawie 80 dni obserwacji obliczono, że mimośród orbity 1I/2017 U1 wynosi 1,2011, co czyni go największym spośród obiektów obserwowanych w Układzie Słonecznym. Poprzedni rekordzista, kometa C/1980 E1 (Bowell), w 1980 roku, przelatując w odległości 0,228 au od Jowisza, została skierowana na hiperboliczną orbitę, osiągając mimośród 1,057. Duży mimośród 1I/ʻOumuamua zarówno podczas zbliżania się do peryhelium, jak i w trakcie oddalania pokazuje, że obiekt ten nigdy nie był grawitacyjnie związany z Układem Słonecznym. Jest to pierwszy znany makroskopowy obiekt z przestrzeni międzygwiezdnej, który przeszedł przez Układ Słoneczny.
Obserwacje wskazują, że 1I/ʻOumuamua ma bardzo wydłużony kształt, który jest niespotykany wśród znanych ciał w Układzie Słonecznym, a jego powierzchnia ma ciemnoczerwony kolor.
Nazwa
Międzynarodowa Unia Astronomiczna ustaliła, że małe ciała niebieskie odbywające loty międzygwiezdne będą oznaczane w sposób analogiczny do komet. Litera I pochodzi od angielskiego słowa interstellar (międzygwiezdny); A/2017 U1, jako pierwsze zaobserwowane ciało tego rodzaju, ma numer 1I. Nazwa ʻOumuamua, wybrana przez zespół Pan-STARRS, pochodzi z języka hawajskiego i oznacza „pierwszego posłańca” do Układu Słonecznego (ʻou oznacza „sięgać”, a mua znaczy „pierwszy” lub „poprzedzający”; powtórzenie wzmacnia to znaczenie).
Poprawnymi formami nazwy tego obiektu są: 1I; 1I/2017 U1; 1I/ʻOumuamua oraz 1I/2017 U1 (ʻOumuamua).
Obserwacje
1I/ʻOumuamua to pierwszy potwierdzony przykład naturalnego obiektu przechodzącego przez przestrzeń międzygwiezdną, który wydawał się nadlatywać z okolic gwiazdy Wega w gwiazdozbiorze Lutni z hiperboliczną nadwyżką prędkości 26 km/s względem Słońca. Kierunek ten jest bliski apeksu Słońca, co czyni go najbardziej prawdopodobnym kierunkiem przylotu obiektów spoza Układu Słonecznego. Ciało to mogłoby pokonać dystans 25 lat świetlnych, dzielący Wegę od Słońca, w około 300 tysięcy lat. Nie wiadomo jednak, skąd dokładnie pochodzi ten obiekt i jak długo poruszał się wśród gwiazd dysku galaktycznego. Położenie Wegi również zmienia się w czasie, a 300 tysięcy lat temu znajdowała się w znacznie innej pozycji.
26 października 2017 roku zmierzono dwie pozycje tego obiektu na zdjęciach z Catalina Sky Survey, wykonanych 14 i 17 października. Dzięki wydłużeniu czasu obserwacji do dwóch tygodni potwierdzono silnie hiperboliczny charakter orbity obiektu. Orbity komet z Obłoku Oorta często są na tyle wydłużone, że na podstawie krótkich obserwacji mogą wydawać się hiperboliczne, ale przy zwiększonej precyzji obliczeń mimośród może okazać się mniejszy. Ponadto bliskie przeloty obiektów w pobliżu planet, zwłaszcza Jowisza, mogą skierować małe ciała Układu Słonecznego na trajektorię ucieczkową (hiperboliczną), mimo że wcześniej miały inną orbitę.
Ekstrapolując wstecz orbitę obiektu, obliczono, że kometa przeszła przez peryhelium 9 września 2017 roku, a 14 października minęła Ziemię w odległości około 0,1616 au (24,2 mln km). Obiekt jest na tyle mały, że jego rozmiar był obserwowany na poziomie zaledwie 21 m.
Trajektoria wyznaczona przez JPL wskazuje, że 100 lat temu obiekt znajdował się około 559 au (84 mld km) od Słońca i leciał z prędkością 26 km/s względem Słońca. Obiekt przyspieszał w wyniku przyciągania grawitacyjnego aż do peryhelium, kiedy osiągnął maksymalną prędkość 87,7 km/s. Od tego czasu prędkość spadła do 46 km/s i obiekt będzie kontynuował zwalnianie, aż osiągnie międzygwiezdną prędkość przelotową wynoszącą 26 km/s. Ta prędkość mieści się w granicach około 5 km/s od mediany prędkości gwiazd w pobliżu Słońca, co potwierdza hipotezę o jego pozasłonecznym pochodzeniu. Obiekt ostatecznie opuści strefę grawitacyjną Słońca pod kątem 2×arccos(1/e), czyli 66° względem kierunku, z którego przybył. Współrzędne kierunku odlotu obiektu to w przybliżeniu RA: 23h 51m i DEC: +24°44′, w gwiazdozbiorze Pegaza.
Niegrawitacyjne przyspieszenie
Analiza trajektorii obiektu opublikowana przez Marco Micheli w czerwcu 2018 roku wskazuje na statystycznie istotne niegrawitacyjne przyspieszenie 1I/ʻOumuamua wynoszące około 0,005 mm/s². Tak znaczące przyspieszenie nie może być wyjaśnione przez ciśnienie promieniowania ani przez hipotetyczną podwójną naturę obiektu. Obserwowana trajektoria jest także niezgodna z jednorazowym, impulsowym przyspieszeniem, co sugeruje ciągłe przyspieszenie obiektu. Najlepszym wyjaśnieniem tych obserwacji jest ciągłe, anizotropowe wyrzucanie gazu lub pyłu z komety, jednak rozważane modele albo wskazują na bardzo niską gęstość obiektu, albo przewidują znaczną ilość wyrzucanego materiału, która nie została jednak zaobserwowana.
Natura obiektu
Widma zarejestrowane 25 października przez teleskop z obserwatorium Roque de los Muchachos o średnicy zwierciadła głównego 4,2 metra wykazały, że obiekt ma czerwonawy kolor, podobnie jak obiekty pasa Kuipera. Poczerwienienie powierzchni wynika z oddziaływania promieniowania kosmicznego przez miliony lat. Zdjęcia wykonane przez Very Large Telescope (VLT) 25 października 2017 roku nie wykazały obecności komy wokół obiektu, mimo jego bliskiego zbliżenia do Słońca. W związku z tym obiekt został przemianowany na A/2017 U1. Istnieje możliwość, że jest to wygasła kometa, podobna do damokloidów znanych z Układu Słonecznego.
Obserwacje VLT ujawniły również, że ʻOumuamua znacznie zmienia jasność w trakcie obrotu trwającego 7,3 godziny, co sugeruje, że obiekt ma znaczne wydłużenie. Może mieć co najmniej 400 m długości, ale jest dziesięciokrotnie węższy. Taki obiekt musiałby być zbudowany z materiału o dużej gęstości, skalnego lub metalicznego. Nie jest to obiekt podwójny, gdyż wymagałoby to nierealistycznie wysokiej gęstości.
Zainteresowanie SETI
Instytut SETI postanowił przeprowadzić obserwacje radiowe ʻOumuamua z uwagi na jego nietypowe cechy.
Wydłużony kształt obiektu teoretycznie przypomina idealny kształt statku międzygwiezdnego. Powierzchnia czołowa takiego statku powinna być minimalna, aby zmniejszać opór w ośrodku międzygwiezdnym. Dodatkowo, wydaje się mało prawdopodobne, że obiekt wyrzucony z odległego układu gwiezdnego mógłby obrać tak precyzyjną trajektorię w obrębie Układu Słonecznego.
SETI przeznaczył 60 godzin czasu na obserwacje przy pomocy Allen Telescope Array. Obserwowano obiekt w szerokim zakresie częstotliwości. Dodatkowe 10 godzin zarezerwowano na użycie Radioteleskopu Green Bank w ramach programu Breakthrough Listen.
Dane z obserwacji nie wykazały żadnych cech mogących sugerować, że obiekt ma sztuczne pochodzenie. Kometa obraca się wokół własnej osi, co oznacza, że nie jest stale ustawiona równolegle do toru lotu, a jej kształt nie spełnia zakładanej roli dla statku międzygwiezdnego. Dodatkowo, jest to pierwszy tego typu obiekt odkryty po 7 latach działania programu Pan-STARRS, co jest zbyt krótkim czasem, aby określić, czy jego trajektoria jest tak nieprawdopodobna, jak się wydaje. Możliwe, że obiekty tego rodzaju przelatują w pobliżu Układu Słonecznego znacznie częściej, ale nie są wykrywane. Obserwacje radiowe nie zarejestrowały żadnych sztucznych sygnałów z okolicy ʻOumuamua.
Shmuel Bialy i Abraham Loeb z Uniwersytetu Harvarda opublikowali artykuł, w którym rozważają możliwość, że obiekt jest wrakiem statku kosmicznego z żaglem słonecznym.
Potencjalna misja do obiektu
Instytut Badań Międzygwiazdowych (Institute for Interstellar Studies) opublikował analizę wykonalności wysłania sondy, która mogłaby dogonić ʻOumuamua i przeprowadzić bezpośrednie badania obiektu. Potencjalne trajektorie misji (nazwanej Project Lyra) wykorzystałyby asystę grawitacyjną podczas przelotu w pobliżu Jowisza i Słońca, co pozwoliłoby na osiągnięcie ʻOumuamua w ciągu kilku dziesięcioleci. Głównym problemem jest bardzo duża prędkość, z jaką taka sonda minęłaby kometę, co dawałoby niewiele czasu na badania z niewielkiej odległości.
Zobacz też
2I/Borisov – drugi znany obiekt międzygwiezdny, odkryty w 2019 roku.
Uwagi
Przypisy