W 2017 roku Układ Słoneczny odwiedził pierwszy zarejestrowany obiekt międzygwiezdny - ‘Oumuamua. Obiekt początkowo został uznany za kometę, jednak jego dziwne cechy sprawiały, że wymykał się klasyfikacji. W nowych badaniach astronomowie z Arizona State University ustalili, że jest to prawdopodobnie fragment planety karłowatej podobnej do Plutona z odległego systemu planetarnego.
Steven Desch i Alan Jackson z Arizona State University podjęli się wyjaśnienia dziwnych cech obiektu 'Oumuamua. Badacze ustalili, że jest to prawdopodobnie odłamek planety karłowatej z innego systemu planetarnego. Wyniki ich badań zostały opublikowane w dwóch artykułach w „Journal of Geophysical Research: Planets” (1, 2).
Odkąd w 2017 roku w naszym Układzie Słonecznym pojawił się obiekt ‘Oumuamua, astronomowie usiłowali wyjaśnić jego pochodzenie. Pojawiło się wiele koncepcji. Niektórzy sugerowali, że jest to asteroida, inni, że kometa. Niezwykłe cechy obiektu sprawiły, że ludzie zastanawiali się nawet, czy przypadkiem to nie jest statek kosmiczny obcej cywilizacji.
Obiekt został dostrzeżony 19 października 2017 roku przez Roba Weryka, astronoma pracującego przy sieci znajdujących się na Hawajach teleskopów Pan-STARRS (Panoramic Survey Telescope And Rapid Response System). Początkowo astronomowie nie byli pewni, z czym mają do czynienia. Nie zaobserwowano aktywności kometarnej, dlatego obiekt został sklasyfikowany jako planetoida międzygwiezdna. Ale nie wszyscy badacze się z tym zgadzali. Jednak ustalenie, czy jest to planetoida czy kometa, okazało się wyjątkowo trudne.
Nazwa ‘Oumuamua pochodzi od hawajskiego określenia „pierwszego posłańca przybywającego z daleka”. W późniejszych badaniach dziwnego przybysza ustalono, że ma on około 400 metrów długości i mocno wydłużony kształt, przypominający cygaro. Analizy sugerowały także, że ma ciemnoczerwoną barwę oraz jest około dziesięciokrotnie dłuższy niż szerszy.
Wleciał do naszego Układu Słonecznego z przestrzeni międzygwiezdnej z ogromną prędkością z kierunku niemalże prostopadłego do płaszczyzny orbit planet w naszym układzie. Jego orbita wskazywała na pochodzenie z okolic gwiazdozbioru Lutni.
W nowych badaniach naukowcy z Arizona State University ustalili, że to prawdopodobnie kawałek planety karłowatej podobnej do Plutona. Do podobnych wniosków doszedł w ubiegłym roku zespół badaczy z Chińskiej Akademii Nauk oraz z University of California w Santa Cruz. Według nich pierwszy zarejestrowany w historii obiekt międzygwiezdny mógł być fragmentem planety, która w odległej przeszłości została rozerwana przez siły grawitacyjne swojej gwiazdy macierzystej i wyrzucona w przestrzeń międzygwiezdną (więcej na ten temat w tekście: ‘Oumuamua może być odłamkiem zniszczonej planety).
Badacze z Arizony w swojej pracy również sugerują, że międzygwiezdny przybysz był fragmentem planety, jednak według ich ustaleń obiekt nie powstał w wyniku oddziaływania sił grawitacyjnych, a wskutek kosmicznej kolizji. Uczeni ustalili też kilka innych, ciekawych faktów.
- Prawdopodobnie rozwiązaliśmy zagadkę tego, czym jest ‘Oumuamua i możemy rozsądnie zidentyfikować ten obiekt jako fragment „egzo-Plutona”, planety podobnej do Plutona w innym systemie planetarnym – powiedział Desch.
Według koncepcji Descha i Jacksona, około pół miliarda lat temu w odległym systemie planetarnym jakiś obiekt uderzył w planetę karłowatą, powodując jej rozpad. Jeden z fragmentów powstałych na skutek uderzenia został wyrzucony z macierzystego systemu i w ten sposób trafił na swej drodze na Układ Słoneczny.
Obiekt, jak wskazują badacze, prawdopodobnie zbudowany był ze stałego azotu, podobnie jak powierzchnia Plutona. To mogłoby wyjaśnić jego niezwykły kształt. Naukowcy sugerują, że ‘Oumuamua nie miała postaci cygara, kiedy wchodziła na Układu Słonecznego. Uzyskała taki kształt tracąc 95 proc. swojej masy podczas bliskiego spotkania ze Słońcem.
- Gdy zewnętrzne warstwy lodu azotowego sublimowały (przechodziły z ciała stałego w gaz – przyp. red.), kształt obiektu stawał się stopniowo bardziej spłaszczony, tak jak kostka mydła, gdy zewnętrzne warstwy ściera się podczas użytkowania - powiedział Jackson.
Na podstawie obserwacji obiektu Desch i Jackson określili także kilka jego cech, które różniły się od tego, czego można by oczekiwać od komety. Obiekt wszedł do Układu Słonecznego z prędkością nieco mniejszą, niż można by się spodziewać po komecie. Do tego mocno spłaszczony, naleśnikowaty kształt ‘Oumuamua też różni się od tego, co wiemy o kometach. Co prawda, obiekt dostał niegrawitacyjnego przyspieszenia, które można by było wyjaśnić wyrzucaniem gazów i pyłów po kontakcie z promieniowaniem słonecznym, tak jak w przypadku komet, ale przyspieszenie to było mocniejsze, niż można by było oczekiwać po jego kształtach. No i brakowało charakterystycznego dla komet ogona z uciekających gazów.
- Pod wieloma względami ‘Oumuamua przypominała kometę, ale była na tyle osobliwa, że spekulacje na temat jej prawdziwej natury były powszechne - powiedział Desch.
Desch i Jackson sprawdzili również, jak sublimują różne typy lodu. Chcieli ustalić, jakie parametry wyjaśniałyby wszystkie dokonane obserwacje. Na tej podstawie obliczyli wymaganą masę i kształt obiektu oraz współczynnik odbicia światła – albedo. Odbite światło może sprawiać, że obiekt pozornie będzie wydawał się większy, niż jest w rzeczywistości. - To był dla nas ekscytujący moment. Zdaliśmy sobie sprawę, że kawałek lodu będzie odbijał znacznie więcej światłą, niż zakładali badacze, co oznaczało, że obiekt może być mniejszy - powiedział Desch.
Desch i Jackson znaleźli jeden rodzaj lodu, który pasował do wszystkich obserwowanych cech obiektu ‘Oumuamua jednocześnie. To wspomniany wcześniej zmrożony azot. Można go zobaczyć na powierzchni Plutona, dlatego też badacze sugerują, że ‘Oumuamua może być fragmentem podobnej planety karłowatej z innego systemu planetarnego.
- Wiedzieliśmy, że trafiliśmy z pomysłem, kiedy zakończyliśmy obliczenia dotyczące tego, jakie albedo sprawi, że ruch ‘Oumuamua będzie zgodny z obserwacjami - powiedział Jackson. - Wyniki wskazały, że obiekt musiał być zbudowany z tego samego materiału, co powierzchnia Plutona lub Trytona (największy księżyc Neptuna – przyp. red.) - dodał.
‘Oumuamua dała naukowcom wyjątkową okazję do przyjrzenia się obiektom spoza Układu Słonecznego w sposób, w jaki wcześniej nie byli w stanie. W miarę odkrywania i badania większej liczby podobnych obiektów, uczeni będą mogli poszerzać naszą wiedzę na temat tego, jak wyglądają inne układy planetarne.
Desch i Jackson mają nadzieję, że przyszłe teleskopy, takie jak Obserwatorium im. Very Rubin, pozwolą na odkrycie kolejnych przybyszów spoza Układu Słonecznego. - Jest nadzieja, że za mniej więcej dekadę będziemy mogli uzyskać statystyki dotyczące tego, jakiego rodzaju obiekty przechodzą przez Układ Słoneczny – zaznaczył Jackson.
Źródło: Arizona State University, fot. William Hartmann
