Když kanadský astronom Robert Weryk objevil `Oumuamua procházející naší sluneční soustavou s Dalekohled Pan-STARRS , v říjnu 2017 vzbudila pořádný rozruch. Byl to první mezihvězdný objekt, který jsme kdy viděli procházet naším sousedstvím. Vzrušení vedlo ke spekulacím: co by to mohlo být?
O jeho původu bylo mnoho zábavných dohadů. Byla to mimozemská kosmická loď? A solární plachta ? Nebo něco prozaičtějšího?
Jak se objevovaly další pozorovací důkazy, následovaly myšlenky o povaze `Oumuamua. Byla to kometa? Neměla žádné kóma, takže si někteří mysleli, že jde o částečně rozpadlou kometu nebo extrasolární kometu. Mohl by to být asteroid? „Oumuamua byla v některých ohledech podobná asteroidům, jako například rychlost rotace. Ale byl to podlouhlý předmět ve tvaru doutníku, ne kulatý.
Jak šel čas, vycházely další studie, jejichž důkladnost byla omezena krátkým výskytem `Oumuamua v naší Sluneční soustavě a omezenými příležitostmi k pozorování. A studie 2019 naznačil, že objekt byl skutečně fragmentem větší rozpadlé mezihvězdné komety.
Umělcova představa mezihvězdného objektu `Oumuamua, který při opouštění naší sluneční soustavy prochází odplyněním. Poděkování: ESA/Hubble, NASA, ESO, M. Kornmesser
V dubnu 2020 pak dvojice výzkumníků publikovala další studie na 'Oumuamua. Potvrdili extrasolární původ `Oumuamua s tím, že se jedná o fragment většího mateřského tělesa, roztrhaného slapovými silami, když se příliš přiblížil ke své hvězdě a vnikl na ni. Limit rock . „Oumuamua byla poslána po trajektorii ze své původní sluneční soustavy do naší.
Nová studie nyní předkládá důkazy naznačující jiný původ našeho prvního mezihvězdného návštěvníka: Nejde o fragment mnohem většího těla, ale o kus zmrzlého vodíku. Vesmírný ledovec.
'Je to zmrzlý ledovec molekulárního vodíku.'
Darryl Seligman, University of Chicago
Nová studie se jmenuje „ Důkaz, že 1I/2017 U1 (‘Oumuamua) byl složen z molekulárního vodíkového ledu .“ Autory jsou Darryl Seligman (Dep’t. of Geosciences, University of Chicago) a Gregory Laughton (Dept. of Astronomy, Yale University.) Práce byla přijata k publikaci v The Astrophysical Journal Letters.
'Je to zmrzlý ledovec molekulárního vodíku,' řekl Seligman v a tisková zpráva . 'To vysvětluje všechny tajemné vlastnosti o tom.' A pokud je to pravda, je pravděpodobné, že galaxie je plná podobných objektů.“
„Oumuamua bylo těžké pozorovat. Když byl objeven, byl na cestě z naší sluneční soustavy. Už minulo Slunce a jeho trajektorie ukázala, že pochází z oblasti mimo naši sluneční soustavu a už se nikdy nevrátí.
Objekt také zrychloval a neexistoval žádný gravitační důvod, proč by měl. To vedlo k určité domněnce, že se jedná o kometu, protože komety někdy zrychlují, když se přibližují ke Slunci, v důsledku uvolňování plynu. Ale to zanechá kóma a `Oumuamua je neměl.
V roce 2019 pak autoři této nové studie publikovali spolu s Konstantinem Batyginem článek s názvem „ O anomálním zrychlení 1I/2017 U1 `Oumuamua .“ Tato práce ukázala, že Oumuamua byla skutečně kometa, jen neobvyklý typ komety.
Hyperbolická trajektorie Oumuamua přes naši sluneční soustavu. Image Credit: By nagualdesign; Tomruen – Vlastní práce vytvořená s , data trajektorie z JPL Horizons, překresleno nagualdesign., CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=64505953
V té době Seligman řekl NBC News 'Jsme si svou hypotézou docela jisti a nevěříme, že je potřeba spoléhat se na alternativní, méně pravděpodobná vysvětlení negravitačního zrychlení.' Spoluautor Batygin zároveň pro NBC News řekl: „Náš článek ukazuje, že některé jeho pozoruhodné vlastnosti lze pochopit v rámci relativně standardní kometární fyziky.“
Ve svém novém článku Seligman a Laughton tuto myšlenku upřesnili a napsali: „Ukazujeme, že všechny pozorované vlastnosti ‚Oumaumua lze vysvětlit, pokud obsahoval významnou část ledu s molekulárním vodíkem (H2).
V tiskové zprávě Seligman dodal, že 'Jediný druh ledu, který skutečně vysvětluje zrychlení, je molekulární vodík.'
Molekulární vodíkový led má některé zvláštní vlastnosti. Vzniká pouze při specifické teplotě -259,14 °C, což je jen o něco málo nad absolutní nulou, což je -273,15 °C. Když sublimuje, neprodukuje ani neodráží světlo. To je důvod, proč je tak těžké ho spatřit dalekohledy.
Sublimace molekulárního vodíkového ledu vysvětluje zrychlení `Oumuamua. Seligman a Laughton ve svém článku vysvětlují, že „sublimace H2 rychlostí úměrnou dopadajícímu slunečnímu toku generuje povrch pokrývající paprsek, který reprodukuje pozorované zrychlení.“
Autoři říkají, že molekulární vodíkový led také vysvětluje podivný tvar doutníku Oumuamua, neobvyklý pro objekt ve vesmíru. Píší: „Hmotné chřadnutí sublimací vede k monotónnímu zvýšení poměru os těla, což vysvětluje tvar ‚Oumuamua‘.
Obrázek z papíru ukazující vývoj velikosti a tvaru Oumuamua, když prochází naší sluneční soustavou. Sublimace H2 a její trajektorie
Sluneční soustava změnila objekt. Dvojice orientací ve třech diskrétních bodech na trajektorii jsou zobrazeny vlevo nahoře. Obrazový kredit: Seligman et al, 2020.
V tiskové zprávě to Seligman vysvětlil srozumitelně: „Představte si, co se stane s kusem mýdla. Začíná jako docela pravidelný obdélník, ale jak ho spotřebováváte, časem se zmenšuje a ztenčuje.“
Toto vysvětlení vyvolává otázku: Kolik takových objektů ještě existuje? Jsou běžné? Docela pravděpodobné, říkají výzkumníci.
'...je pravděpodobné, že galaxie je plná podobných objektů.'
Darryl Seligman, University of ChicaGO
'To, že jsme jeden vůbec viděli, znamená, že těch věcí je tam spousta,' řekl Seligman. 'Galaxie musí být vyplněna temnými vodíkovými ledovci.' To je neuvěřitelně cool.'
Další otázkou je, kde se to vzalo? Kde a jak se tyto vodíkové ledovce tvoří?
Podle Seligmana a Laughtona není mnoho možností. Říká se, že `Oumuamua pravděpodobně vznikla v a Obří molekulární mrak (GMC), stejná struktura, ze které vznikají hvězdy. GMC jsou masivní struktury z mrazivého vodíku o průměru 15 až 600 světelných let. s trochou přítomnosti helia.
Tento molekulární mrak má ze zřejmých důvodů přezdívku The Defiant Finger. Je v mlhovině Carina, a pokud je tato nová studie správná, tvoří se v ní ledovce molekulárního vodíkového ledu. Obrazový kredit: NASA, ESA, N. Smith (University of California, Berkeley) a The Hubble Heritage Team (STScI/AURA); kredit za obrázek CTIO: N. Smith (University of California, Berkeley) a NOAO/AURA/NSF – http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2007/16/image/a/, Public Domain, https: //commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=53662647
To je to, co dělá `Oumuamua ještě více vzrušující.
Je velmi obtížné, dokonce nemožné, vidět, co se děje uvnitř těchto hustých mraků. Jejich jádra jsou skryta před zraky. To znamená, že `Oumuamua a další podobné předměty by měly obsahovat vodítka k tomu, co se děje uvnitř GMC. Kdyby existoval nějaký způsob, jak zachytit jeden z těchto objektů, mohli bychom se toho hodně naučit.
Umělcův dojem z ‚Oumuamua. Podle nového výzkumu je objekt složen z molekulárního vodíkového ledu, což vysvětluje jeho doutníkovitý tvar. Kredit: ESO/M. Kornmesser
'Byla by to nejpůvodnější hmota v galaxii.' Je to jako kdyby to vytvořila galaxie a FedExed to poslal přímo k nám,“ řekl Seligman.
Pokud mají Seligman a Laughton pravdu, měli bychom mít naše teleskopické oči otevřené pro další `Oumuamua, která projde naším systémem. Protože říkají, že objekt získal svůj doutníkový tvar při cestování naší Sluneční soustavou, pokud brzy spatříme další, můžeme ověřit jejich teorii a sledovat, jak nabývá doutníkového tvaru, když se pohybuje naším sousedstvím.
Observatoř Vera C. Rubin je ve výstavbě na Cerro Pachon v Chile. Tento obrázek ukazuje postup výstavby na konci roku 2019. VCO by mělo být schopné zaznamenat mezihvězdné objekty jako `Oumuamua. Obrazový kredit: Wil O’Mullaine/LSST CC BY-SA 4.0, https://en.wikipedia.org/w/index.php?curid=62504391
Naštěstí pro nás všechny, dalekohled, který je ideálně vybavený k pozorování všech druhů přechodných objektů, brzy uvidí první světlo. O něco později v tomto roce, Observatoř Vera Rubin , formálně známý jako Large Synoptic Survey Telescope, bude online. Široké zorné pole tohoto dalekohledu a 8,4metrové primární zrcadlo zobrazí celou dostupnou oblohu každých několik nocí a katalogizuje 90 % objektů v blízkosti Země větších než 300 m.
Zaznamená také supernovy, objekty Kuiperova pásu a další přechodné jevy. Pokud přijde další `Oumuamua, je spravedlivá sázka, že ho observatoř Vera Rubin zaznamená.
Ačkoli `Oumuamua byla první z těchto vodíkových ledovců, které jsme spatřili, tato skutečnost sama o sobě nevypovídá o jejich hojnosti. Autoři se domnívají, že existuje pravděpodobně velké množství těchto objektů a že jejich počet má důsledky pro formování planet.
'Galaktické moře nesvázaných objektů planetesimální velikosti má potenciální důsledky pro tvorbu hvězd a planet.'
Z dokumentu „Důkaz, že 1I/2017 U1 (‘Oumuamua) byl složen z molekulárního vodíkového ledu.
„Pokud anomální zrychlení ‚Oumuamua pochází ze sublimace ledu H2, je pravděpodobné, že existuje velká populace podobných objektů,“ píší ve svém článku. 'Analýza od Do et al. (2018) naznačuje, že hustota prostoru objektů podobných Oumuamua je n = 0,2 AU-3. Náš odhad počáteční hmotnosti ‘Oumuamuas tak naznačuje celkovou hmotnost ~ 1 hmotnosti Země těles bohatých na H2 na hvězdu. Galaktické moře nesvázaných objektů planetesimální velikosti má potenciální důsledky pro tvorbu hvězd a planet.“
Více:
- Tisková zpráva: Tajemný mezihvězdný návštěvník byl pravděpodobně ‚temný vodíkový ledovec‘, nikoli mimozemšťané
- Výzkumný papír: Důkaz, že 1I/2017 U1 (‘Oumuamua) byl složen z molekulárního vodíkového ledu.
- Vesmír dnes: Astronomové si konečně myslí, že chápou, odkud se vzal mezihvězdný objekt Oumuamua a jak se zformoval