1I/ʻOumuamua
1I/ʻOumuamua, wcześniej A/2017 U1 i C/2017 U1 (PANSTARRS) – małe ciało niebieskie, obiekt pozasłoneczny, który przeleciał przez Układ Słoneczny. Odkrył go 19 października 2017 roku na hiperbolicznej orbicie Robert Weryk; udało się to dzięki obserwacjom programu Pan-STARRS[1][6], gdy obiekt znajdował się 0,2 au (30 mln km) od Ziemi.
Zdjęcie z 28 października 2017 | |
Odkrywca | |
---|---|
Data odkrycia | 19 października 2017 |
Elementy orbity | |
Półoś wielka | |
Mimośród | 1,2011[3] |
Peryhelium | |
Nachylenie orbity względem ekliptyki | |
Długość węzła wstępującego | 24,597[3]° |
Argument peryhelium | 241,81[3]° |
Charakterystyka fizyczna jądra | |
Średnica | średnio: 0,204 ± 0,008[4] km |
Jasność absolutna | |
Okres obrotu wokół własnej osi | 7,3[5] h |
Albedo | 0,04?[4] |
Początkowo uważano, że jest to kometa, ale po tygodniu obserwacji został sklasyfikowany jako planetoida. Z kolejnych szczegółowych obserwacji oraz obliczeń (poczynionych w czerwcu 2018 roku) wynika jednak, że obiekt wykazuje niegrawitacyjne przyspieszenie, które można wyjaśnić ciągłym, anizotropowym wyrzucaniem gazu lub pyłu, a własności fizyczne jego powierzchni przypominają tę z jąder kometarnych. Dlatego ostatecznie obiekt sklasyfikowano jako kometę[7][8].
Wyliczony na podstawie 80 dni obserwacji mimośród orbity 1I/2017 U1 jest równy 1,2011[3] i był wówczas największy wśród obiektów obserwowanych w Układzie Słonecznym[9][c]. Poprzednią rekordzistką była kometa C/1980 E1 (Bowell), która w 1980 roku, przelatując w odległości 0,228 au od Jowisza, została skierowana na hiperboliczną orbitę: oddalając się od Słońca, miała mimośród 1,057[10][11]. Duży mimośród 1I/ʻOumuamua, zarówno podczas zbliżania się do peryhelium, jak i w trakcie oddalania, wskazuje, że obiekt ten nigdy nie był grawitacyjnie związany z Układem Słonecznym. Jest to pierwszy znany makroskopowy obiekt z przestrzeni międzygwiezdnej przemierzający Układ Słoneczny.
Obserwacje wskazują, że 1I/ʻOumuamua ma niezwykle wydłużony kształt, niespotykany wśród znanych ciał w Układzie Słonecznym, a jej powierzchnia ma ciemnoczerwony kolor.
Nazwa
Międzynarodowa Unia Astronomiczna ustaliła, że małe ciała niebieskie odbywające loty międzygwiezdne będą oznaczane w sposób podobny do komet. Litera I pochodzi od ang. interstellar (międzygwiezdny); A/2017 U1 jako pierwsze zaobserwowane ciało tego rodzaju ma numer 1I. Nazwa własna ʻOumuamua, wybrana przez zespół Pan-STARRS, wywodzi się z języka hawajskiego i nawiązuje do tego, że obiekt ten jest jakby „pierwszym posłańcem” do Układu Słonecznego (ʻou oznacza „sięgać”, zaś mua znaczy „pierwszy” lub „poprzedzający”; powtórzenie służy wzmocnieniu)[12][6].
Właściwymi formami nazwy tego ciała są: 1I; 1I/2017 U1; 1I/ʻOumuamua oraz 1I/2017 U1 (ʻOumuamua)[12].
Obserwacje
Jest to pierwszy stwierdzony przykład naturalnego obiektu odbywającego lot międzygwiezdny, który wydawał się nadlatywać z okolic gwiazdy Wega w gwiazdozbiorze Lutni[13][14], z hiperboliczną nadwyżką prędkości 26 km/s względem Słońca[d]. Kierunek ten jest bliski apeksu Słońca, najbardziej prawdopodobnego kierunku przylotu obiektów spoza Układu Słonecznego[13]. Ciało to byłoby w stanie pokonać dystans 25 lat świetlnych, dzielący Wegę od Słońca, w czasie około 300 tys. lat. Nie wiadomo jednak, skąd pochodzi ten obiekt i jak długo poruszał się wśród gwiazd dysku galaktycznego[11]. Położenie Wegi także zmienia się w czasie i 300 tysięcy lat temu znajdowała się ona daleko od obecnej pozycji[5].
26 października 2017 zmierzono dwie pozycje tego obiektu na zdjęciach Catalina Sky Survey, wykonanych 14 i 17 października[15]. Dzięki wydłużeniu czasu obserwacji do dwóch tygodni potwierdzono silnie hiperboliczny charakter orbity tego obiektu[16]. Orbity komet z Obłoku Oorta często są na tyle wydłużone, że na podstawie krótkich obserwacji wydają się hiperboliczne, jednak wraz ze zwiększeniem precyzji wyznaczenia elementów orbity mimośród okazuje się mniejszy. Ponadto bliskie przejścia w pobliżu planet, w szczególności Jowisza, mogą skierować małe ciało Układu Słonecznego na trajektorię ucieczkową (hiperboliczną), chociaż wcześniej miało ono inną orbitę[11].
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)[3]. Obiekt jest na tyle mały, że jego wielkość obserwowana była równa tylko 21m[15].
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 dzięki jego przyciąganiu aż do peryhelium, kiedy osiągnął maksymalną prędkość 87,7 km/s[9]. Od tamtej pory prędkość spadła do 46 km/s i będzie on nadal zwalniać, aż osiągnie międzygwiezdną prędkość przelotową 26 km/s[9]. Ta prędkość mieści się w granicach ~5 km/s od mediany prędkości gwiazd w pobliżu Słońca, co zgadza się z hipotezą o jego pozasłonecznym pochodzeniu[17]. Obiekt ostatecznie opuści obszar grawitacji 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[9].
Niegrawitacyjne przyspieszenie
Analiza trajektorii obiektu opublikowana przez Marco Micheli w czerwcu 2018 roku[7] wskazuje na statystycznie istotne niegrawitacyjne przyspieszenie 1I/ʻOumuamua, około 0,005 mm/s². Tak znaczne przyspieszenie nie może być wyjaśnione przez ciśnienie promieniowania, ani przez hipotetyczny podwójny charakter obiektu. Obserwowana trajektoria jest też niezgodna z jednorazowym, impulsowym przyspieszeniem, sugeruje natomiast ciągłe przyspieszenie obiektu. Najlepszym wyjaśnieniem obserwacji jest ciągłe, anizotropowe wyrzucanie gazu lub pyłu z komety, jednakże rozważane modele albo wskazują na bardzo małą jej gęstość, albo też przewidują znaczne ilości wyrzucanego materiału, które nie zostały jednak zaobserwowane.
Obiekt | Rok | Prędkość [km/s] | Liczba i czas obserwacji[f] |
---|---|---|---|
C/1980 E1 (Bowell) | 1765 | 2,98 | 179 w 2514 dni |
C/1997 P2 (Spacewatch) | 1779 | 2,99 | 94 w 49 dni |
C/2010 X1 (Elenin) | 1798 | 2,96 | 2222 w 235 dni |
C/2012 S1 (ISON) | 1801 | 2,99 | 6514 w 784 dni |
C/1947 F1 (Rondanina-Bester) | 1812 | 5,80 | 8 w 29 dni |
C/2008 J4 (McNaught) | 1903 | 7,95 | 15 w 9 dni |
1I/ʻOumuamua | 1982 | 26,5 | 121 w ciągu 34 dni[3] |
Natura obiektu
Widma zarejestrowane 25 października przez teleskop obserwatorium Roque de los Muchachos o średnicy zwierciadła głównego 4,2 metra wykazały, że obiekt jest czerwonawy, jak obiekty pasa Kuipera[18]. Poczerwienienie powierzchni wynika z oddziaływania promieniowania kosmicznego przez miliony lat[5]. 25 października 2017 zdjęcia wykonane przez Very Large Telescope (VLT) nie wykazały śladu obecności komy wokół obiektu, pomimo znacznego zbliżenia do Słońca[19]. Został on w związku z tym przemianowany na A/2017 U1[20]. Może to być wygasła kometa, podobnie jak damokloidy znane z Układu Słonecznego[19].
Obserwacje VLT ujawniły także, że ʻOumuamua znacznie zmienia jasność w trakcie obrotu trwającego 7,3 godziny, co wskazuje na znaczne wydłużenie obiektu. Może on mieć co najmniej 400 m długości, ale jest dziesięciokrotnie węższy. Taki obiekt musi być utworzony z materii o dużej gęstości, skalnej lub metalicznej[5]. Nie jest to obiekt podwójny, gdyż wymagałoby to nierealistycznie wysokiej gęstości[4].
Zainteresowanie SETI
Instytut SETI postanowił przeprowadzić obserwacje radiowe ʻOumuamua z uwagi na jej nietypową charakterystykę[21].
Wydłużony kształt obiektu przypomina, teoretycznie rozważany, idealny kształt statku międzygwiezdnego. Powierzchnia czoła takiego statku powinna być jak najmniejsza, aby stawiać jak najmniejszy opór w ośrodku międzygwiezdnym. Ponadto wydaje się wysoce nieprawdopodobne, żeby obiekt wyrzucony z odległego układu gwiezdnego obrał tak precyzyjną trajektorię wewnątrz Układu Słonecznego[22].
SETI przeznaczył 60 godzin czasu obserwacyjnego Allen Telescope Array. Przeprowadzono obserwacje obiektu w szerokim zakresie częstotliwości. Dodatkowe 10 godzin zostało przeznaczone na użycie Radioteleskopu Green Bank w ramach programu Breakthrough Listen[21][23].
Dane obserwacyjne nie wykazały żadnych cech, które mogłyby świadczyć o tym, że obiekt jest pochodzenia sztucznego. Kometa obraca się wokół własnej osi, co oznacza, że nie jest ciągle ustawiona równolegle do toru lotu i jej kształt nie odgrywa zakładanej dla statku międzygwiezdnego roli. Dodatkowo jest to pierwszy tego typu obiekt odkryty po 7 latach od rozpoczęcia programu Pan-STARRS. Jest to za mało, aby określić czy trajektoria lotu jest tak nieprawdopodobna, jak się wydaje. Możliwe jest, że tego typu obiekty przelatują w pobliżu Układu Słonecznego znacznie częściej, a nie są wykrywane[22]. Obserwacje radiowe nie wykazały żadnych sztucznych sygnałów z okolicy ʻOumuamua[21][23].
Shmuel Bialy i Abraham Loeb z Uniwersytetu Harvarda opublikowali artykuł, w którym rozważają możliwość, że obiekt jest wrakiem statku kosmicznego z żaglem słonecznym[24].
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) korzystałyby z asysty grawitacyjnej podczas przelotu w pobliżu Jowisza i Słońca, pozwalając na osiągnięcie ʻOumuamua w ciągu kilku dziesięcioleci[25]. Podstawowym problemem jest bardzo duża prędkość, z jaką taka sonda minęłaby kometę, co dawałoby mało czasu na badanie z niewielkiej odległości.
Zobacz też
- 2I/Borisov – drugi znany obiekt międzygwiezdny, odkryty w 2019 r.