1I/ʻOumuamua

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania
1I/ʻOumuamua
Ilustracja
Zdjęcie z 28 października 2017
Odkrywca Robert Weryk, Obserwatorium Haleakala, Hawaje[1][2]
Data odkrycia 19 października 2017
Elementy orbity
Półoś wielka -1,2798 ± 0,0008[a][3] au
Mimośród 1,1995 ± 0,0002[3]
Peryhelium 0,2553 ± 0,0001[3] au
Nachylenie orbity względem ekliptyki 122,69° ± 0,01[b][3]°
Długość węzła wstępującego 24,599[3]°
Argument peryhelium 241,70 ± 0,01[3]°
Charakterystyka fizyczna jądra
Średnica średnio: 0,204 ± 0,008[4] km
Jasność absolutna 22,08 ± 0,45[3]m
Okres obrotu wokół własnej osi 7,3[5] h
Albedo 0,04?[4]
Trajektoria przelotu 1I/ʻOumuamua przez Układ Słoneczny
Animacja przelotu obiektu
Artystyczna wizja 1I/ʻOumuamua

1I/ʻOumuamua, wcześniej A/2017 U1 i C/2017 U1 (PANSTARRS) – małe ciało niebieskie, obiekt pozasłoneczny, który przelatuje 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 milionów kilometrów) od Ziemi. 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].

Na podstawie czterech pierwszych tygodni obserwacji mimośród orbity 1I/2017 U1 jest równy 1,199[3] i jest największy wśród obiektów obserwowanych w Układzie Słonecznym[9]. 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[edytuj | edytuj kod]

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[edytuj | edytuj kod]

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[c]. 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 trzysta 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 być hiperboliczne, jednak wraz ze zwiększeniem precyzji wyznaczenia elementów orbity mimośród okazuje się być 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 sto 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[edytuj | edytuj kod]

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.

Prędkość zbliżania się do Słońca w odległości 200 au[d]
Obiekt Rok Prędkość [km/s] Liczba i czas obserwacji[e]
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[edytuj | edytuj kod]

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 trwającego 7,3 godziny obrotu, 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[edytuj | edytuj kod]

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 bardzo 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 używając 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 po prostu nie są wykrywane[22]. Obserwacje radiowe nie wykazały żadnych sztucznych sygnałów z okolicy ʻOumuamua[21][23].

Potencjalna misja do obiektu[edytuj | edytuj kod]

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[24]. Podstawowym problemem jest bardzo duża prędkość, z jaką taka sonda minęłaby kometę, co dawałoby mało czasu na badanie z niewielkiej odległości.

Uwagi[edytuj | edytuj kod]

  1. Obiekt na orbicie hiperbolicznej ma ujemną wartość półosi wielkiej.
  2. Względem ekliptyki. Liczba większa niż 90° wskazuje, że obiekt porusza się ruchem wstecznym.
  3. Dla porównania kometa C/1980 E1 (Bowell) w odległości 500 au od Słońca będzie poruszała się z prędkością tylko 4,2 km/s.
  4. Wyniki obliczeń kalkulatora JPL Horizons; opcja w ustawieniach tabeli wartości 22: „Speed wrt Sun & observer” („prędkość względem Słońca”) (ang.).
  5. Orbity wyznaczone na podstawie krótkich obserwacji mogą być dalekie od rzeczywistych.

Przypisy[edytuj | edytuj kod]

  1. a b Small Asteroid or Comet ‘Visits’ from Beyond the Solar System (ang.). NASA, 2017-10-26.
  2. MPEC 2017-U181: COMET C/2017 U1 (PANSTARRS) (ang.). Międzynarodowa Unia Astronomiczna, 25 października 2017. (CK17U010).
  3. a b c d e f g h i j JPL Small-Body Database Browser: 'Oumuamua (A/2017 U1) (ang.). Jet Propulsion Laboratory. [dostęp 2018-02-01].
  4. a b c Karen J. Meech, Robert Weryk, et al.. A brief visit from a red and extremely elongated interstellar asteroid. „Nature”, 2017. DOI: 10.1038/nature25020. 
  5. a b c d Obserwacje ESO pokazały, że pierwsza międzygwiazdowa planetoida wygląda jak coś, czego nigdy wcześniej nie widzieliśmy (pol.). Europejskie Obserwatorium Południowe, 2017-11-20. [dostęp 2017-11-21].
  6. a b The IAU approves new type of designation for interstellar objects (ang.). Międzynarodowa Unia Astronomiczna, 2017-11-14. [dostęp 2017-11-14].
  7. a b Marco Micheli i inni, Non-gravitational acceleration in the trajectory of 1I/2017 U1 (‘Oumuamua), „Nature”, 559 (7713), 2018, s. 223–226, DOI10.1038/s41586-018-0254-4, ISSN 0028-0836 [dostęp 2018-07-11] (ang.).
  8. Teleskop VLT z ESO obserwuje przyspieszenie 'Oumuamua. Nowe wyniki wskazują, że międzygwiezdny podróżnik 'Oumuamua jest kometą (pol.). ESO Polska, 2018-06-27. [dostęp 2018-07-15].
  9. a b c d Pseudo-MPEC for A/2017 U1 (Fact File) (ang.). Bill Gray of Project Pluto, 26 października 2017. (elementy orbity).
  10. JPL Small-Body Database Search Engine: e > 1 (ang.). JPL Small-Body Database.
  11. a b c Mikołaj Sabat: A/2017 U1 – pierwszy znany przybysz spoza Układu Słonecznego. Co o nim wiemy? (pol.). Urania – Postępy Astronomii, 2017-10-27. [dostęp 2017-10-31].
  12. a b MPEC 2017-V17 : NEW DESIGNATION SCHEME FOR INTERSTELLAR OBJECTS (ang.). W: Minor Planet Center Electronic Circular [on-line]. Międzynarodowa Unia Astronomiczna. [dostęp 2017-11-09].
  13. a b Astronomers Spot First-Known Interstellar Comet (ang.). Sky & Telescope.
  14. Jamie Seidel: ‘Alien’ object excites astronomers. Is it a ‘visitor’ from nearby star? (ang.). The New Zealand Herald, 2017-10-26.
  15. a b MPEC 2017-U185: A/2017 U1 (ang.). International Astronomical Union, 26 października 2017.
  16. JPL Small-Body Database Browser: C/2017 U1 (PANSTARRS) (ang.). Jet Propulsion Laboratory. [zarchiwizowane z tego adresu (2017-10-25)].
  17. Astronomer Eric Mamajek.
  18. Astronomer Alan Fitzsimmons w/ 4.2-m William Herschel Telescope.
  19. a b Gregory Laughlin, Konstantin Batygin. On the Consequences of the Detection of an Interstellar Asteroid. „Research Notes of the AAS”, 2017. arXiv:1711.02260 (ang.). 
  20. MPEC 2017-U183: A/2017 U1 (ang.). International Astronomical Union, 25 października 2017. (AK17U010).
  21. a b c Is this mysterious space rock actually an alien spaceship? | SETI Institute, www.seti.org [dostęp 2018-01-03] [zarchiwizowane z adresu 2018-05-30].
  22. a b Publikacja w otwartym dostępie – możesz ją bezpłatnie przeczytać Ian Sample Science, Is ‘Oumuamua an alien spacecraft? Initial scans show no signs of technology, „The Guardian”, 15 grudnia 2017, ISSN 0261-3077 [dostęp 2018-01-03] (ang.).
  23. a b Dokonano obserwacji planetoidy ‘Oumuamua pod kątem emisji sztucznych sygnałów, www.urania.edu.pl [dostęp 2018-01-03].
  24. Project Lyra - A Mission to 'Oumuamua (ang.). Initiative for Interstellar Studies.