1I / 'Oumuamua

1I / ʻOumuamua [i]
Zdjęcie wykonane teleskopem Williama Herschela . 1I / ʻOumuamua to punkt w środku obrazu. Z powodu szybkiego ruchu obiektu międzygwiazdowego, gwiazdy tła pojawiają się jako smugi światła.
Właściwości tej orbicie ( animacja ) Epoka:  31 października 2017 r. ( 2458 057,5 JD )
Typ orbity	hiperboliczny
Liczbowa ekscentryczność	1.1995
Peryhelium	0,2553 AU
Nachylenie płaszczyzny orbity	122,686 °
Peryhelium	9 września 2017 r
Właściwości fizyczne rdzenia
Średnia średnica	efektywna ok. 200 m przy albedo 0,04
Wymiary	(w kształcie cygara) → Fiz. Posiadać.
historia
poszukiwacz	Pan-STARRS
Data odkrycia	19 października 2017 r
Starsza nazwa	1I / 2017 U1, A / 2017 U1, C / 2017 U1 (PANSTARRS)
Źródło: O ile nie określono inaczej, dane pochodzą z przeglądarki JPL Small-Body Database Browser . Proszę również zwrócić uwagę na uwagi dotyczące artykułów o kometach .

1I / ʻOumuamua (wcześniej A / 2017 U1 i C / 2017 U1 (PANSTARRS) , wymowa  [ ʔoʊˈmuːəˈmuːə ] ) jest pierwszym obiektem zaobserwowanym w Układzie Słonecznym, który został sklasyfikowany jako międzygwiazdowy .

odkrycie

Obiekt został odkryty przez teleskop Pan-STARRS na Hawajach 19 października 2017 roku , kiedy przeleciał już obok Słońca i wracał w przestrzeń międzygwiazdową. Pięć dni wcześniej obiekt minął Ziemię w odległości około 15 milionów kilometrów. W momencie odkrycia obiekt znajdował się już około 33 milionów kilometrów od Ziemi, co stanowi około 85 razy większą odległość między Księżycem a Ziemią, czyli około jednej piątej odległości między Ziemią a Słońcem .

Ze względu na swoje właściwości orbitalne pierwotnie uważano ją za kometę . Kiedy przy bliższym przyjrzeniu się nie zaobserwowano ogona ani śpiączki , obiekt został sklasyfikowany jako asteroida około tygodnia później . Pod koniec czerwca 2018 roku ʻOumuamua została ponownie sklasyfikowana jako kometa po szczegółowej analizie jej trajektorii, co sugeruje utratę masy.

Trajektoria

Orbita A / 2017 U1 w wewnętrznym układzie słonecznym

Okno czasowe zbliżania się Oumuamua do słońca

„Oumuamua leciał prawie prostopadle do torów jednej z planet Układu Słonecznego. W dniu 2 września 2017 roku, przeszedł na płaszczyznę ekliptyki pomiędzy Słońcem a Merkurym . Obliczenia wsteczne wykazały kierunek pochodzenia z konstelacji Lyry , niedaleko jej głównej gwiazdy Vega . Należy jednak zauważyć, że Vegi nie było tam, gdzie jest teraz, ze względu na jej ruch przestrzenny około 300 000 lat temu. W stosunku do lokalnego systemu odpoczynku słońce leci z prędkością około 20 km / sw kierunku wierzchołka słońca . Wierzchołek słońca jest również przybliżonym kierunkiem, z którego Oumuamua zbliżał się z prędkością około 6 km / s, co w sumie dało prędkość około 26 km / s.

9 września 2017 roku obiekt przekroczył szczyt swojej kariery z najwyższą prędkością 87,3 kilometrów na sekundę i najkrótszą odległością 37,6 mln kilometrów od Słońca.

14 października 2017 roku „Oumuamua przeleciał obok Ziemi w najbliższej odległości około 15 milionów kilometrów, czyli około 60 razy większej od Księżyca . Obiekt porusza się teraz z powoli malejącą prędkością w kierunku konstelacji Pegaza i ponownie opuści Układ Słoneczny na swojej orbicie.

Oumuamua ma ekscentryczność orbity około  = 1,2, więc jej orbita jest hiperboliczna . ${\ displaystyle e}$

Dzięki dalszym obserwacjom trajektorii obiektu przez różne teleskopy naziemne i teleskop kosmiczny Hubble'a można było zaobserwować odchylenie orbity. Spowolnienie ciała, gdy oddala się od słońca, zachodzi odrobinę wolniej, niż byłoby to możliwe pod czystym wpływem grawitacji . Możliwą przyczyną dodatkowego przyspieszenia było odgazowanie składników lotnych pod wpływem słońca, zwane bliskością. Roman Rafikov odparł, że odgazowanie prawdopodobnie doprowadziłoby do znaczącej zmiany rotacji, której jednak nie można było określić.

Właściwości fizyczne

Pozorna wielkość ʻOumuamua między 2015 a 2020 rokiem

W celu dalszej identyfikacji, ʻOumuamua był obserwowany za pomocą kilku teleskopów, w tym Pan-STARRS1, Teleskopu Kanadyjsko-Francusko-Hawajskiego , Obserwatorium Gemini-Południe , Bardzo Dużego Teleskopu , Teleskopu Podczerwieni Zjednoczonego Królestwa i Obserwatorium Kecka .

Wyjątkowo silne wahania jasności w okresach od 6,9 do 8,3 godzin sugerują obiekt w kształcie cygara o stosunku osi większym niż 5: 1 dla dwóch największych osi. Oceniając wszystkie dostępne dane z obserwacji fotometrycznych , nie można było znaleźć okresu rotacji, który mógłby odpowiednio wyjaśnić zaobserwowane fluktuacje jasności. Dlatego też Oumuamua prawdopodobnie nie obraca się wokół jednej ze swoich głównych osi , ale porusza się zataczając się w przestrzeni . Jest prawdopodobne, że w tym stanie opuścił już swój pierwotny układ planetarny . Tłumienia o nieregularnym obrotu przez tarcia wewnętrznego jest przynajmniej wymagać miliard lat, prawdopodobnie znacznie dłużej. Niezwykły kształt podsycił spekulacje, że może to być statek kosmiczny obcych .

W pobliżu obiektu nie znaleziono kurzu, z którego wywnioskowano, że ʻOumuamua nie zawiera wody i jest zrobiona ze skały lub metalu. Ponieważ jego powierzchnia prawdopodobnie pociemniała w wyniku miliardów lat bombardowania promieniami kosmicznymi , przyjmuje się, że albedo jest niskie . Typowa wartość 0,04 dla nieaktywnych asteroid daje średni promień (102 ± 4) m. Dokładne oszacowanie wielkości jest trudne i zależy od różnych założeń. W zależności od przyjętego albedo, wewnętrznej wytrzymałości na rozciąganie , osi obrotu i gęstości , wynikają różne wymiary.

Zmierzono następujące zmiany jasności:

Wahania jasności „Oumuamua”, obserwowane przez trzy dni w październiku 2017 r. Duży zakres wahań można wytłumaczyć bardzo wydłużonym kształtem i gwałtowną rotacją. Punkty o różnych kolorach reprezentują pomiary przez różne filtry w widzialnej i bliskiej podczerwieni części widma światła. Linia przerywana przedstawia krzywą światła oczekiwaną dla elipsoidy o stosunku osi 1: 1: 10. Odchylenia od tej linii wskazują na nieregularny kształt lub albedo obiektu.

Jeśli przyjmiesz kształt elipsoidy w uproszczonej formie , pojawią się następujące możliwości:

• W przypadku, gdy „Oumuamua obraca się wokół swojej najkrótszej osi, musi być utrzymywane razem przez wewnętrzne napięcie . Nie dotyczy to stosu gruzu lub podwójnej asteroidy . Przyjmując wartość 0,04 dla albedo, otrzymujemy wymiary 800 m × 80 m × 80 m, przy wartości 0,2 m - 360 mx 36 mx 36 m.
• W przypadku, gdy „Oumuamua obraca się wokół swojej najdłuższej osi (obrót wokół osi centralnej byłby niestabilny), przy gęstości powyżej 1500 kg / m³ mogłaby być utrzymywana razem jedynie dzięki własnej grawitacji. Dla albedo 0,04 daje to wymiary około 360 m × 180 m × 18 m, przy wartości 0,2 byłoby to 160 m × 80 m × 8 m.

Jego powierzchnia ma czerwonawy kolor, podobnie jak powierzchnia komet, asteroid typu D i innych obiektów w zewnętrznym Układzie Słonecznym . Kolor przypisuje się obecności substancji organicznych. Zmiany koloru w obserwowanych krzywych jasności sugerują zróżnicowaną teksturę powierzchni z przeważnie neutralnym obszarem koloru i dużym czerwonym obszarem.

W listopadzie 2018 roku Shmuel Bialy i Avi Loeb doszli do wniosku, że obserwowane niegrawitacyjne odchylenie orbity bez obserwowalnego rozwoju pyłu można dobrze wytłumaczyć niezwykle cienkim obiektem (ok. 0,3-0,9 mm) o dużej powierzchni, na którą ma wpływ ciśnienie promieniowania światła słonecznego zostaje zepchnięte z jego kursu. Spekulowali, że może to być żagiel słoneczny pochodzący z pozaziemskiej cywilizacji.

W maju 2020 roku opublikowano badanie sugerujące, że obiekt może być wykonany z zamrożonego wodoru . W sierpniu 2020 roku naukowcy poinformowali, że jest to mało prawdopodobne. Wiosną 2021 r. Zasugerowano, że „Oumuamua może być fragmentem lodu azotowego z egzoplanety podobnej do Plutona , prawdopodobnie wyrzuconego ~ 0,5 miliarda lat temu w wyniku uderzenia w młody układ gwiezdny.

pochodzenie

Animowana trajektoria „Oumuamua

Nie można jeszcze określić dokładnego pochodzenia obiektu międzygwiazdowego, zwłaszcza że jego trajektoria wykazuje wpływy niegrawitacyjne.

Według publikacji opublikowanej bezpośrednio po odkryciu, wykorzystując dane orbitalne ʻOumuamua przed spotkaniem ze Słońcem, można z dużym prawdopodobieństwem wykluczyć, że obiekt międzygwiazdowy z jednego z układów gwiezdnych znajduje się bliżej niż 11 lat świetlnych lub z systemu Luhman-16 . Jeśli jeden z wektorów ruchu 1481 gwiazd w odległości do 25 Parseków z rozszerzonego katalogu Hipparcos XHIP tworzy medianę , uzyskuje się oszacowanie średniego ruchu gwiazd w pobliżu Słońca, lokalnego układu spoczynkowego (LSR). Ruch 'Oumuamua przed spotkaniem ze słońcem zbliża się bardzo blisko tego mediany wektora LSR. Jest szczególnie zbliżony do średniego ruchu grupy stosunkowo bliskich czerwonych karłów . W porównaniu z lokalnym systemem odpoczynku nie ma znaczącego ruchu w kierunku promieniowym lub pionowym w stosunku do Drogi Mlecznej .

Szef Instytutu Astronomicznego Uniwersytetu Harvarda , Avi Loeb , nie wyklucza , że obiekt może być aktywną sondą kosmiczną . W badaniu opublikowanym w czasopiśmie Nature w lipcu 2019 roku zespół naukowców postulował, że „Oumuamua jest obiektem pochodzenia naturalnego.

Dwa badania zakładają, że ʻOumuamua jest fragmentem egzoplanety podobnej do Plutona . Astronomowie uważają, że Oumuamua składa się z zamrożonego azotu (N ₂ ). Ale zewnętrzne warstwy lodu azotowego stopiły się. W wyniku ruchu w przestrzeni stracił większość swojej masy i stopniowo przybierał płaski kształt.

Przeznaczenie

6 listopada 2017 r. Minor Planet Center potwierdziło nowe oznaczenie 1I / ʻOumuamua . Jest to nowo wprowadzona klasyfikacja tego obiektu w nazewnictwie asteroid i komet. Wielka litera „I” jako drugi znak w nazwie oznacza obiekt międzygwiezdny . Wiodąca cyfra 1 przed nim zalicza obiekt jako pierwszy znaleziony obiekt we wspomnianej kategorii. Według Minor Planet Center, oznaczenia 1I , 1I / 2017 U1 i 1I / 2017 U1 (ʻOumuamua) są również poprawne. „Oumuamua oznacza „ przywódcę ” w języku hawajskim, jak w bitwie lub w innych działaniach lub„ zwiadowca ”. Powinno to nawiązywać do jego cech „posłańca” z odległej przeszłości. Wcześniej w schemacie poprzedniego oznaczenia obiekt był tymczasowo oznaczony jako A / 2017 U1 lub, gdy początkowo był mylony z kometą, jako C / 2017 U1 (PANSTARRS) .

Szukaj sygnałów radiowych sztucznego pochodzenia

Teleskop Zielonego Brzegu

W połowie grudnia 2017 roku, jako część Przełom Posłuchaj projekt badawczy, radioteleskop w Green Bank Observatory w USA, w stanie Wirginia Zachodnia został skierowany na'Oumuamua w celu uzyskania ewentualnych sygnałów sztucznego pochodzenia z „Oumuamua. Jest bardzo mało prawdopodobne, że sygnały od istot pozaziemskich zostaną faktycznie odebrane, ale biorąc pod uwagę wcześniej wyjątkową okazję, pomiary były warte spróbowania. W czterech dwugodzinnych blokach obserwacyjnych w pasmach L , S , C i X dane zbierano przez dwa tygodnie. Nie znaleziono śladów sztucznych sygnałów ani śpiączki kometarnej .

SETI przeprowadził już podobne badanie z Allen Telescope Array w Kalifornii , ale niczego nie znalazł.

osiągalność

Ze względu na dużą hiperboliczną nadmierną prędkość wynoszącą około 26,3 km / s, ʻOumuamua jest trudna do osiągnięcia dla statku kosmicznego. Statkiem kosmicznym z obecnie największą hiperboliczną nadwyżką prędkości jest Voyager 1 z prędkością ok. 16,6 km / s. Dwa badania przeprowadzone przez British Initiative for Interstellar Studies doprowadziły do wniosku, że misje do „Oumuamua z dzisiejszymi technologiami są możliwe w przedziale czasowym od 2021 r. Do po 2047 r.”. Jedna koncepcja misji opiera się na połączeniu przelotu nad Jowiszem i manewru Sonnen- Oberth . Manewr przelotu Jowisza spowodowałby więc skierowanie sondy na trajektorię w kierunku Słońca. W peryhelium miałby zapalić się solidny silnik i wyrzucić sondę z Układu Słonecznego. Obliczenia wykazały, że tym manewrem „Oumuamua można było osiągnąć w ciągu 16–17 lat od startu. Wymagałoby to potężnego pojazdu startowego ( Falcon Heavy , Space Launch System ), silników na paliwo stałe i osłony termicznej podobnej do tej z sondy Parker Solar Probe . Możliwość takiego połączenia manewrów z dzisiejszymi technologiami została wcześniej zbadana w badaniu przeprowadzonym przez Keck Institute of Space Studies w California Institute of Technology . Starsze badania przeprowadzone przez naukowców z Uniwersytetu Yale doprowadziły już do wniosku, że do obiektów na ścieżkach podobnych do Oumuamua można dotrzeć za pomocą dzisiejszych technologii. W maju 2020 r. NASA wybrała do dalszych badań propozycję sondy żaglowej Slingshot dla „Oumuamua”.

Inne obiekty na orbitach hiperbolicznych

Kometa 2I / Borisov , odkryta w sierpniu 2019 roku, ma mimośrodowość orbity 3,4 i jest drugim obiektem międzygwiazdowym obserwowanym w Układzie Słonecznym .

Znamy również niektóre komety w Układzie Słonecznym, których mimośrody orbity są większe niż 1,0, na przykład kometa C / 1980 E1 (Bowell) , której mimośrodowość orbity wynosi 1,0577. Ta kometa przybyła z chmury Oorta do wnętrza naszego Układu Słonecznego. Jego orbita została odchylona na orbitę hiperboliczną podczas przejścia w pobliżu Jowisza . Sondy kosmiczne Pioneer 10 , Pioneer 11 , Voyager 1 , Voyager 2 i New Horizons również znajdują się na orbitach hiperbolicznych. Podczas uruchamiania sondy nie osiągnęły trzeciej prędkości kosmicznej ( ), ale zawdzięczają swoją prędkość wystarczającą do opuszczenia Układu Słonecznego w celu wykonania manewrów na Jowiszu i Saturnie. ${\ displaystyle v_ {3}}$

Zobacz też

• (514107) Ka'epaoka'awela , asteroida prawdopodobnie pochodzenia pozasłonecznego

literatura

• Alan P. Jackson et al.: Wyrzut skalistego i lodowego materiału z podwójnych układów gwiazdowych: Implikacje dla pochodzenia i składu 1I / 'Oumuamua. W: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters. sly033, 19 marca 2018 r., doi: 10.1093 / mnrasl / sly033 .
• Avi Loeb: Pozaziemskie: pierwsza oznaka inteligentnego życia poza Ziemią. Houghton Mifflin Harcourt, 2021, ISBN 978-0-35827814-6 .

linki internetowe

• Astronomy Picture of the Day - 3 listopada 2017 - A / 2017 U1: międzygwiezdny gość. NASA , 3 listopada 2017, dostęp 6 listopada 2017 . 
• Astronomiczne zdjęcie dnia - 22 listopada 2017 - ʻOumuamua: asteroida międzygwiazdowa. NASA , 22 listopada 2017, obejrzano 22 listopada 2017 . 
• Ambasador z przestrzeni między gwiazdami: „Oumuamua, pierwsza asteroida międzygwiazdowa. Florian Freistetter , 14 listopada 2017, dostęp: 27 listopada 2017 . 
• ESO: VLT ujawnia ciemny, czerwonawy i wydłużony obiekt . Informacja prasowa z mapą, zdjęciami i animacjami. 20 listopada 2017
• ESO: VLT ESO obserwuje, jak Oumuamua zyskuje dodatkowe wzmocnienie dzięki mapie, zdjęciom i animacjom. 27 czerwca 2018 r
• TED Talk : Karen J. Meech: Historia 'Oumuamua, pierwszego gościa z innego systemu gwiezdnego. 19 lipca 2018, dostęp 23 lipca 2018 . 
• Spektrum .de: Wiadomości od międzygwiezdnego gościa 29 marca 2019 r

Indywidualne dowody