Ny undersøgelse viser, hvad den interstellare besøgende Oumuamua kan lære os

Det første interstellare objekt nogensinde set i vores solsystem, ved navn 'Oumuamua, giver forskerne et nyt perspektiv på udviklingen af ​​planetsystemer. En ny undersøgelse udført af et hold, der inkluderer astrofysikere ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, beregnet, hvordan denne besøgende uden for vores solsystem passer ind i det, vi ved om, hvordan planeter, asteroider og kometer dannes.

Den 19. okt. 2017, astronomer, der arbejder med det NASA-finansierede Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System (Pan-STARRS1) ved University of Hawaii, opdagede et objekt, der lynede gennem vores solsystem med meget høj hastighed. Forskere ved Minor Planet Center, finansieret af NASA's Near-Earth Object Observations Program, bekræftede, at det var det første objekt af interstellar oprindelse, som vi har set. Holdet døbte det 'Oumuamua (udtales oh-MOO-ah-MOO-ah), hvilket betyder "en budbringer langvejs fra, der ankommer først" på hawaiiansk - og den lever allerede op til sit navn.

"Dette objekt blev sandsynligvis slynget ud fra et fjernt stjernesystem, " sagde Elisa Quintana, en astrofysiker hos Goddard. "Det interessante er, at bare dette ene objekt, der flyver forbi så hurtigt, kan hjælpe os med at begrænse nogle af vores planetdannelsesmodeller."

Den 19. sept. 'Oumuamua susede forbi solen ved omkring 196, 000 mph (315, 400 km/t), hurtig nok til at undslippe solens tyngdekraft og bryde fri af solsystemet, aldrig at vende tilbage. Som regel, et objekt, der rejser med en lignende hastighed, ville være en komet, der falder mod solen fra det ydre solsystem. Kometer er iskolde objekter, der varierer fra husstørrelse til mange kilometer på tværs. Men de smider normalt gas og støv, når de nærmer sig Solen og varmes op. Det gjorde Oumuamua ikke. Nogle videnskabsmænd tolkede dette til at betyde, at 'Oumuamua var en tør asteroide.

Planeter og planetesimaler, mindre objekter, der inkluderer kometer og asteroider, kondensere ud af støvskiver, gas og is omkring unge stjerner. Mindre objekter, der dannes tættere på deres stjerner, er for varme til at have stabil overfladeis og bliver til asteroider. Dem, der dannes længere væk, bruger is som byggesten og bliver til kometer. Området, hvor asteroider udvikler sig, er relativt lille.

"Den samlede ejendom, der er varm nok til det, er næsten nul, " sagde hovedforfatter Sean Raymond, en astrofysiker ved det franske nationale center for videnskabelig forskning og universitetet i Bordeaux. "Det er disse bitte små cirkulære områder omkring stjerner. Det er sværere for de ting at blive slynget ud, fordi det er mere gravitationsmæssigt bundet til stjernen. Det er svært at forestille sig, hvordan 'Oumuamua kunne være blevet smidt ud af sit system, hvis det startede som en asteroide. "

Afstanden fra en stjerne, udover hvilken vand forbliver is, selvom det er udsat for sollys, kaldes snegrænsen eller isgrænsen. I vores eget solsystem, for eksempel, genstande, der udviklede sig inden for tre gange afstanden mellem Solen og Jorden, ville have været så varme, at de mistede alt deres vand. Snegrænsen trak sig lidt sammen, da Solen skrumpede og afkølede med tiden, men vores vigtigste bælteasteroider er placeret inden for eller nær vores snegrænse - tæt nok på Solen til, at det ville være svært at blive slynget ud.

"Hvis vi forstår planetdannelsen korrekt, udstødt materiale som 'Oumuamua bør overvejende være iskoldt, " sagde Thomas Barclay, en astrofysiker ved Goddard og University of Maryland, Baltimore County. "Hvis vi ser populationer af disse objekter, der overvejende er stenede, det fortæller os, at vi har noget galt i vores modeller."

Forskere formoder, at de fleste udstødte planetesimaler kommer fra systemer med gigantiske gasplaneter. Tyngdekraften fra disse massive planeter kan slynge objekter ud af deres system og ind i det interstellare rum. Systemer med gigantiske planeter i ustabile baner er de mest effektive til at udstøde disse mindre kroppe, fordi når giganterne skifter rundt, de kommer i kontakt med mere materiale. Systemer, der ikke danner gigantiske planeter, udstøder sjældent materiale.

Ved hjælp af simuleringer fra tidligere forskning, Raymond og kolleger viste, at en lille procentdel af genstande kommer så tæt på gasgiganter, når de bliver slynget ud, at de burde rives i stykker. Forskerne mener, at den stærke gravitationsstrækning, der forekommer i disse scenarier, kan forklare 'Oumuamuas lange, tynd cigarlignende form.

Forskerne beregnede antallet af interstellare objekter, vi skulle se, baseret på skøn over, at et stjernesystem sandsynligvis udsender et par jordmasser af materiale under planetdannelsen. De anslog, at nogle få store planetesimaler vil holde det meste af den masse, men vil blive overtalt af mindre fragmenter som 'Oumuamua. Resultaterne blev offentliggjort 27. marts i tidsskriftet Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society .

Fundene er allerede delvist bekræftet af observationer af objektets farve. Andre undersøgelser har også bemærket, at stjernesystemer som vores egne ville være mere tilbøjelige til at skubbe kometer ud end asteroider. Fremtidige observatorier som det National Science Foundation-finansierede Large Synoptic Survey Telescope kan hjælpe videnskabsmænd med at få øje på flere af disse objekter og forbedre vores statistiske forståelse af planetens og planetesimale dannelse - selv uden for vores solsystem.

"Selvom dette objekt fløj gennem vores solsystem, det har implikationer for ekstrasolare planeter og at finde andre Jorder, " sagde Quintana.