De tre overraskelser i Oumuamua

Et af de afgørende øjeblikke i planetarisk astronomi i 2017 er, at dette er året, hvor vi opdagede det første astronomiske objekt, der kom ind i solsystemet fra interstellært rum. Nu kendt som 'Oumuamua (hawaiisk for "spejder"), objektet blev opdaget af Pan-STARRS undersøgelsesteamet på Hawaii den 19. oktober. I løbet af de næste tre uger blev det igen klassificeret som en komet, en lang tids asteroide og endelig, den første af den nye klasse af interstellare objekter.

Så snart `Oumuamuas sande bane blev bekræftet, alle tilgængelige teleskoper blev brugt til at studere det så hurtigt som muligt, fordi det bevægede sig væk fra Jorden med en meget høj hastighed. `Oumuamua blev faktisk opdaget allerede på vej ud af vores solsystem, efter at den havde passeret Jorden og endelig kunne ses på nattehimlen (da den var på samme side som solen, det var ikke synligt). Nu (slutningen af ​​januar 2018), `Oumuamua er for svag til selv at se gennem de største teleskoper, men dens korte passage har givet os nogle sjældne førstehåndsinformation om et fjernt solsystem, og efterlod os også med tre overraskelser.

Inden vi diskuterer de overraskende aspekter ved `Oumuamua, her er nogle af de mindre uventede fakta om `Oumuamua:

Det bevægede sig ikke meget hurtigt i forhold til nærliggende stjerner - faktisk det var solsystemet, der løb ind i 'Oumuamua, frem for omvendt. Det betyder, at stjernen `Oumuamua stammer fra kredsløb om galaksen på en ordnet bane i den galaktiske disk, ligesom de fleste andre lokale stjerner.

`Oumuamua er svag og lille. Vi er ikke sikre på, hvor lille nøjagtigt, da vi ikke ved, hvor reflekterende dens overflade er, men den er bestemt mindre end en kilometer lang.

En anden ubetydelig kvalitet ved `Oumuamua er dens farve, som er noget rød og derfor meget lig den for nogle af vores egne kometer og fjerne asteroider.

Den første overraskelse ved `Oumuamua er, at det ikke er en komet. `Oumuamua blev oprindeligt klassificeret som en komet, ikke på grund af at have koma, eller en hale (den har ingen af ​​dem), men fordi vi forventede, at interstellare objekter skulle være kometer. Vores kæmpe planeter har skubbet mange ud, mange kometer (og mange færre asteroider) ind i det interstellare rum under solsystemets dannelse. Vi ved det, fordi nogle af dem ikke helt var tabt, men var "fast" i Oort -skyen, en kæmpe sværm af kometer, der kredser om solen på meget store afstande. Kombineret med det faktum, at kometer er lettere at se end asteroider for samme størrelse af kernen (kometer var kendt i antikken og asteroider blev kun opdaget i det 19. århundrede), vi forventede, at den første interstellare gæst var en komet, men vi tog fejl.

Den anden overraskelse af `Oumuamua er, hvor langstrakt den er. `Oumuamuas ændringer i lysstyrke over tid indebærer, at det er nogenlunde cigarformet, med et akseforhold på 5:1 til 10:1. Dette er meget ekstremt blandt asteroider i solsystemet, og ville bestemt ikke forventes, hvis vi tilfældigt vælger et legeme blandt over hundrede tusinde kendte asteroider. Hvis `Oumaumuas form er typisk for den befolkning, den kommer fra, ting må være meget anderledes i sit forældresystem end hvordan de er her.

Den tredje overraskelse var, at `Oumuamua tumler. Først blev det bemærket, at 'Oumuamua havde en spin-periode på 7 eller 8 timer, men forskellige målinger stemte ikke helt overens. Det viste sig, at 'Oumuamua's spin ikke er regelmæssig, men den udfører en kompleks tumlende bevægelse, der viser forskellige syn på kroppen på forskellige tidspunkter. Nogle asteroider i vores solsystem vælter, men langt de fleste gør det ikke. Vi tror, ​​at det er fordi indre bevægelser af materiale inde i asteroider (som ofte bare er bunker af sten og sand løst holdt sammen af ​​tyngdekraften) dæmper denne tumling relativt hurtigt (astronomisk set), efterlod kun asteroider, der har lidt af de seneste kollisioner som tumbler. `Oumuamua tilbragte mange millioner år i det interstellare tomrum, så den burde have dæmpet sin tumbling, men det gjorde det tilsyneladende ikke. Dette fik planetforskere til at konkludere, at 'Oumuamua sandsynligvis er et solidt stykke sten eller metal, uden nogen indvendig struktur eller tab af materiale.

Så hvorfor er `Oumuamua som den er? Vi ved det ikke, men vi har nogle ideer. Min egen yndlingshypotese er, at 'Oumuamua er et stykke af en planet ødelagt af tidevand, da det passerede tæt på en rød dværgstjerne i et binært system. Ideen er, at planeten dannede sig omkring den røde dværgs ledsager, men dens bane blev destabiliseret, og planeten svingede forbi den røde dværg, ved at blive kastet ud i det interstellare rum. Røde dværgstjerner kan være overraskende tætte, nogle af dem er på størrelse med Jupiter, men med hundrede gange større masse. Dette gør deres tidevand meget stærk, og tidevand kan forstyrre kroppe, der kommer for tæt på (som Jupiter forstyrrede kometen Shoemaker-Levy 9 i 1994). Hvis en planet kan makuleres til billioner af fragmenter, som derefter skubbes ud i interstellarrum, sådanne katastrofale hændelser kunne producere flere interstellare objekter end regelmæssige udstødninger af kometer og asteroider fra planeter.

Så, hvad gør vi nu? Godt, vi venter på flere interstellare objekter for at se, hvordan de er, og vi skal nok ikke vente for længe. Et nyt teleskop, Large Synoptic Survey Telescope (LSST) er under opførelse i Chile, og den skulle blive operationel i 2022. LSST vil være et robotteleskop, der vil tage en komplet scanning af hele himlen ned til meget svage genstande hver tredje dag, så det vil bogstaveligt talt fange alt, der bevæger sig. Hvis `Oumuamua ikke er en fuldstændig tilfældighed, LSST bør registrere omkring et sådant objekt hvert år.

`Oumuamua er den første og næsten helt sikkert ikke den sidste interstellare besøgende, vi har opdaget. Og vi venter spændt på den næste gæst.