Întâlnire astronomică cu un invadator interstelar - Spectrul științei
Astronomia: întâlnire cu un intrus interstelar
De la cel mai înalt vârf din Hawaii până la un platou înalt din Anzi: unele dintre cele mai mari telescoape de pe pământ vor viza un punct slab de lumină pe cerul nopții în următoarele câteva săptămâni. Gennady Borisov, astronom amator în Crimeea, își va sacrifica și el somnul pentru asta, la fel ca mulți alți astronomi amatori.
În cele din urmă, există o oportunitate unică: un vizitator rar din afara sistemului nostru solar va ajunge la punctul orbitei sale cel mai apropiat de soare pe 8 decembrie. În lunile următoare, corpul ceresc va dispărea din nou în întunericul spațiului. Dar, înainte de a face acest lucru, cercetătorii cerești vor să afle cât mai multe despre el.
Bucata de stâncă și gheață și-a început călătoria în urmă cu milioane de ani, la mulți ani lumină de Pământ. Obiectul a fost aruncat din propriul său cartier de o forță violentă a gravitației - poate că o planetă din apropiere era responsabilă, poate o stea trecătoare. De atunci, călătorul se deplasează fără țintă prin spațiul dintre stele - și acum și-a găsit drumul în sistemul nostru solar.
Era 30 august, chiar înainte de zori, când Gennady Borisov a văzut obiectul - prin telescopul său a văzut o strălucire slabă cu o coadă largă și scurtă. De atunci, cometa interestelară a fost numită «2I/Borisov«, numită după descoperitorul ei. În afară de particulele de praf exotice, este doar al doilea obiect cunoscut care a pătruns în sistemul solar din spațiul interstelar. „Aceasta este a opta mea cometă, este de-a dreptul incredibilă”, spune Borisov. „A fost foarte norocos că am văzut un obiect atât de unic.”
Sistemul nostru solar este unic?
2I/Borisov este foarte diferit de primul intrus interstelar, un obiect mic, întunecat, cu aspect stâncos, numit 1I/'Oumuamua, care a trecut peste soare în 2017 și a făcut titluri în întreaga lume. Împreună, cele două obiecte interstelare revizuiesc ceea ce știu cercetătorii despre corpurile înghețate, despre care se estimează că există 10 26 de piese inimaginabile în Calea Lactee.
Se crede că mulți dintre ei derivă prin spațiu pe orbita stelelor tinere, unde se adună în nori aplatizați de resturi, în care se formează și planete. 1I/'Oumuamua și 2I/Borisov permit o primă privire asupra fizicii și chimiei acestor obiecte. Folosind mesagerii din alte sisteme planetare, oamenii de știință pot investiga dacă sistemul solar este unic sau dacă împarte elemente de construcție cu alte sisteme planetare din Calea Lactee.
Întrucât astronomii au observat 2I/Borisov în drumul său spre sistemul solar, au la dispoziție multe luni pentru a studia cometa - foarte diferit de 1I/'Oumuamua, pe care l-au descoperit doar la plecarea sa și, prin urmare, au doar o privire superficială ar putea arunca. Din această cauză, experții se așteaptă să învețe mult mai mult de la 2I/Borisov, de exemplu, din ce compuși chimici este formată inima lui înghețată. Nu au reușit niciodată să facă acest lucru cu vreun obiect care a apărut în jurul unei alte stele.
Și pe măsură ce telescoapele continuă să caute pe cer obiecte slabe, cu mișcare rapidă, cercetătorii speră să descopere mai mulți intruși interstelari în anii următori. „Este cu adevărat minunat să vezi cum se deschide brusc o fereastră și apare un nou câmp”, spune Michele Bannister, cercetător planetar de la Universitatea Queen din Belfast.
Născut în praf
Viața vizitatorilor interstelari a început probabil într-un disc de gaz și praf care s-a format în jurul stelelor tinere. La un moment dat, boabele de gheață s-au adunat pentru a forma corpuri din ce în ce mai mari. Planetele cresc, de asemenea, în aceleași regiuni și sunt împinse de pe o orbită în jurul stelei pe următoarea prin coliziuni și mișcări gravitaționale.
Ca o plugă de zăpadă care se luptă printr-o grămadă de grindină, planetele își împing calea prin norul de bulgări de gheață. Potrivit simulărilor, planetele aruncă mai mult de 90% din corpurile din zona de influență a stelei lor în spațiul interstelar. Acolo se deplasează în jurul solitarului până când întâmplarea îi aduce suficient de aproape de o altă stea. Apoi îi fac o scurtă vizită, atrași de gravitație.
De fapt, astronomii au crezut că primul obiect interstelar pe care l-au văzut era ca o cometă tipică. Majoritatea cometelor din sistemul solar provin din norul Oort, un fel de deșert cosmic de gheață care este de aproximativ 1000 de ori mai departe de Soare decât Pluto. Din când în când ceva aruncă una dintre aceste comete din orbita ei și o trimite spre soare. Când se apropie de el și se încălzește, nucleul său revarsă praful și gazul care formează coada unei comete clasice.
Dar când a apărut primul vizitator interstelar, el arăta complet diferit. În comparație cu cometele convenționale, I/'Oumuamua era micuț - cu o lățime de doar 200 de metri - și stâncos. Forma sa părea să semene cu un trabuc și, conform unei interpretări comune a datelor de măsurare, a căzut înainte și înapoi. Oamenii de știință nu au putut afla mai mult decât atât înainte ca 1I/'Oumuamua să părăsească sistemul solar.
Un trabuc și o cometă obișnuită
În schimb, 2I/Borisov arată ca o cometă obișnuită. Și cercetătorii abia încep să-l urmărească mai atent. „Suntem foarte interesați de compoziția chimică pentru a vedea dacă diferă de cele din sistemul solar”, spune Karen Meech, astrobiolog la Universitatea Hawaii din Honolulu. Atât de multe sunt clare până acum: 2I/Borisov are o culoare roșiatică și pulverizează continuu particule de praf. Nucleul său este relativ mic, poate doar un kilometru lățime, dar asta se poate întâmpla și cu cometele sistemului solar.
„După 1I/'Oumuamua, a trebuit să ne regândim complet concepția asupra obiectelor interstelare”, spune Matthew Knight, specialist în comete la Universitatea din Maryland. „Dar cel de-al doilea vizitator de până acum pare că ne-am aștepta de la o cometă expulzată de pe altă planetă.” Este reconfortant, crede Knight. Pentru că sugerează că sistemele stelare în care se formează lumi extraterestre ar putea fi foarte asemănătoare cu ale noastre.
Noile date de măsurare pentru 2I/Borisov nu au întârziat să apară după descoperire. La doar trei săptămâni după ce a fost văzut pentru prima dată, astronomii au îndreptat telescopul William Herschel de 4,2 metri din Insulele Canare către cometă și au descoperit molecule de gaz cianură care se scurg departe de miezul corpului ceresc. Pentru prima dată, l-au folosit pentru a detecta gazul care emană de la un vizitator extraterestru la sistemul solar.
Pe 11 octombrie, o altă echipă de cercetare a folosit un telescop de 3,5 metri în New Mexico și a găsit oxigen, care se întoarce și la Borisov. Gazul provine probabil din ruperea apei din miezul cometei - prima descoperire a apei dintr-un sistem stelar extraterestru care invadează al nostru. Combinate, însă, cantitățile de cianură și apă care stropesc cometa nu sunt o mare surpriză: sunt similare cu ceea ce astronomii au văzut în multe alte comete.
Cercetătorii speră să descopere molecule suplimentare în jurul valorii de 2I/Borisov, de exemplu monoxid de carbon. Pe măsură ce se apropie de Soare, va deveni mai clar cât de mult seamănă cu rudele sale din sistemul solar.
Primele observații indică deja faptul că 2I/Borisov ar putea conține relativ puține molecule de lanț de carbon. Aproximativ 30 la sută din cometele din sistemul solar sunt în mod similar sărace în carbon. De obicei provin din apropierea soarelui și nu din norul îndepărtat Oort.
De-a lungul lunilor, astronomii se așteaptă ca tot mai multe observații de la 2I/Borisov să își extindă înțelegerea discului de formare a planetei în care se crede că s-a format cometa. „Va fi interesant să vedem cum se compară elementele de bază ale altor sisteme cu ale noastre”, spune Malena Rice, doctorand la Universitatea Yale din New Haven, Connecticut.
Cercetătorii speră, de asemenea, să descopere încet ce căi ar fi putut călători obiectele interstelare prin spațiu înainte de a apărea în sistemul solar. Estimările sugerează că, pe măsură ce obiectele orbitează centrul galactic, acestea sunt expuse la multe forțe diferite, inclusiv întâlniri ocazionale cu alte stele sau maree galactice.
Unii oameni de știință au încercat să calculeze în jurul cărora s-ar fi putut forma stelele 1I/'Oumuamua și 2I/Borisov. Dar este dificil să le refacem traiectoria - este ca și cum ați încerca să deducem de unde a început crawl-ul pubului din ultima bară dintr-un crawl al pubului din Londra.
Mai mulți alți vizitatori interstelari dorm în arhive?
O altă întrebare este când ne putem aștepta la următorul vizitator interstelar și cât de diferit este de 1I/'Oumuamua și 2I/Borisov. După decenii de căutări nereușite, oamenii de știință nu se așteptaseră la două descoperiri într-o succesiune atât de rapidă. „Sunt confuz și uimit că al doilea obiect a apărut atât de repede”, spune Robert Jedicke, specialist în asteroizi de la Universitatea din Hawaii, care a încercat să calculeze frecvența vizitatorilor interstelari. „Sunt ca autobuzele”, adaugă Alan Fitzsimmons de la Queen's University din Belfast. „Aștepți veacuri să vină unul, apoi doi apar aproape odată”.