Hvordan videnskabsmænd opdagede vores første interstellare mystiske besøgende

Astronomiverdenen har for nylig været travlt med opdagelsen af ​​et nyt objekt, der skærer gennem vores solsystem. Dens vej indikerer, at den kom fra det interstellare rum - det første legeme af sin art, der nogensinde er observeret.

Da det først blev opdaget, astronomer troede, at dette objekt var en komet og gav det navnet C/2017 U1, men yderligere observationer afslørede, at det hurtigt bevægende objekt ikke havde en hale af støv og gas, som kometer har. I stedet, dets billede blev set som lidt udvidet på grund af dets hurtige bevægelse hen over himlen.

Inden for få timer efter, at opdagelsen blev annonceret tidligt om morgenen den 25. oktober, verdens astronomer begyndte at træne deres faciliteter på dette usædvanlige objekt.

Jeg er astronom hos National Research Council of Canada, en leder af Outer Solar System Origins Survey (OSSOS) og medlem af Colours for OSSOS-projektet (ColOSSOS), der måler overfladefarverne på Kuiper-bælteobjekter opdaget i OSSOS. ColOSSOS-holdet begyndte straks at observere denne usædvanlige gæst.

Hvad er det her?

Den første opdagelsesmeddelelse inkluderer information fra 10 observatorier, hver med sit eget hold af astronomer. Disse observatorier ville være blevet underrettet om eksistensen af ​​denne usædvanlige påvisning og bedt om at give bekræftende observationer. Dette er en almindelig praksis for at undgå en falsk meddelelse om et objekts opdagelse, når kredsløbet er væsentligt anderledes end forventet.

Den Internationale Astronomiske Union udpegede objektet A/2017 U1. Det er ikke det mest romantiske navn, man kan tænke sig, men alligevel fascinerende.

Navnet A/2017 U1 er en kode, der beskriver objektet. A for asteroide, efterfulgt af året, to-ugentlig periode U (astronomer deler året op i 26 to-ugers perioder) og tallet 1 for at angive dette er det første objekt i denne klasse i 2017.

I virkeligheden, imidlertid, dette er den første kendte interstellare asteroide nogensinde, som mennesker har observeret direkte.

Asteroider

Fra tidligt i processen med dannelsen af ​​planetsystemer er der et ret stort overskud af materiale - affald - der er tilbage, som ikke optages i større planeter.

I vores solsystem, asteroidebæltet er den nærmeste tilgængelige rest af sådant affald. Asteroiden, der dræbte dinosaurerne, kom sandsynligvis fra dette materialebælte.

Men asteroidebæltet er en lille brøkdel af det affald, som et typisk planetsystem producerer. Ser man ud på nærliggende stjerner, der ser ud til at danne planetsystemer, såsom Epislon Eridani, vi kan se ringe med milliarder af partikler af affald. Disse ringe af støvet affald er i sig selv kun rester af det oprindelige materiale.

Hvorfor så meget affald? Når først planeter dannes, kaos tager over. Kæmpeplaneter skubber og trækker på hinanden med deres massive tyngdekraft, at sprede hinanden rundt og skubbe milliarder af mindre genstande - nogle så store som tusindvis af kilometer på tværs - ud i rummets dybder.

I vores solsystem, noget af materialet danner en glorie af genstande, der kredser om solen i en afstand på 10, 000 til 100, 000 astronomiske enheder (Oort-skyen). En astronomisk enhed er den gennemsnitlige afstand mellem solen og jorden - omkring 149, 597, 870 kilometer – hvilket er standardmåleenheden i planetvidenskab.

Planetdannelsens fysik indikerer, at mange milliarder små objekter - op til et par kilometer på tværs - dannes for hvert objekt på størrelse med Pluto. Nogle forskere hævder, at de store objekter samler sig fra støvstørrelser og opefter, mens andre hævder, at store genstande - 100 kilometer på tværs eller mere - dannes i enkelte begivenheder og derefter males ned til mindre stykker.

Uanset, disse små objekter kan holdes i meget fjerne baner eller slynges helt ud under påvirkning af en stjernes tyngdekraft. Når først udkastet, de bliver fritsvævende planetariske masseobjekter, drive gennem vores galakse - hvis du kan ringe 80, 000 km/t drivende.

Eksistensen af ​​frit svævende planeter, der dannede sig i kredsløb om en stjerne og derefter blev slynget ud, har længe været diskuteret og gav det første direkte bevis for eksistensen af ​​sådanne planetariske masseobjekter, der svævede gennem rummet.

Givet modeller for planetdannelse, astronomer forstod, at mange objekter på størrelse med asteroide også burde svæve frit, men ville de nogensinde blive opdaget? De fleste var enige om, at det var usandsynligt, men ikke umuligt.

Opdagelse af A/2017 U1 og dens oprindelse

Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System (PanSTARRS) undersøgelse af himlen er designet til at opdage og spore objekter, der kan være på kollisionskurs med Jorden. PanSTARRS undersøger hele himlen hvert par nætter og har opdaget tusindvis af asteroider, nær og fjern, i vores solsystem.

En del af missionen er at alarmere understøttende faciliteter, og jordens befolkning, hvis en genstand med stor sandsynlighed for jordpåvirkning detekteres. De enorme datamængder, der produceres af PanSTARRS, søges hver morgen, og advarsler om nye og interessante opdagelser sendes ud til verdenssamfundet. Det er på grund af dette maskineri, at astronomer blev advaret om eksistensen af ​​A/2017 U1.

Dr. Joe Masiero fra NASA's Jet Propulsion Laboratory fik det 200-tommer (5-meter) Hale-teleskop ved Mount Palomar-observatoriet i Californien trænet på objektet inden for få timer efter den offentlige meddelelse efter at være blevet advaret over Twitter. To dage senere, det første udkast til en artikel, der beskrev hans observationer, var online. Disse indledende målinger er ret grove, og vejret samarbejdede ikke, men de viser, at genstanden er rød i farven, meget som medlemmer af Kuiperbæltet - og i modsætning til det meget tættere asteroidebælt.

Disse fakta, sammen med asteroidens bane, tyder på, at den er af interstellar oprindelse.

Flere detaljer om denne besøgendes egenskaber vil blive analyseret i de kommende dage. ColOSSOS-gruppen opnåede observationer af objektet med Gemini otte-meter teleskopet på Hawaii for et par dage siden. Nærmere oplysninger om disse observationer, sammen med dem fra andre grupper, vil snart blive offentliggjort på arxiv.org.

En ting, vi er tilbage til at overveje, er det hjem, hvorfra dette objekt tog sin rejse til vores område af rummet. Banen udelukker muligheden for, at dette objekt er fra vores solsystem. Dette er en besøgende fra en anden stjerne - et naturligt interstellart rumskib.

Erik Mamajek, stedfortrædende programchef ved NASAs Exoplanet Exploration Program, rapporterer, at A/2017 U1s bevægelseshastighed i forhold til det galaktiske centrum gør stjerner i gruppen med Epsilon Eridani til en plausibel oprindelse. Hvis e-Eri var dets hjem, så er objektet kommet kun 10,5 lysårs væk, en rejse på omkring 120, 000 tusind år givet dens nuværende hastighed - blot et blink i tiden.

A/2017 U1 er en besøgende fra en anden verden. Spørgsmålet, der er tilbage:Ligesom med Arthur C. Clarkes besøgende, kommer de i tre?

Denne artikel blev oprindeligt publiceret på The Conversation. Læs den originale artikel.