The Observatoř Vera C. Rubin , dříve Large Synoptic Survey Telescope (LSST), zahájí provoz někdy v příštím roce. Protože nechceme nechat dokonale dobrou zkratku přijít vniveč, její první kampaň bude známá jako Legacy Survey of Space and Time (LSST). Tento desetiletý průzkum bude studovat vše od temné hmoty a temné energie až po vznik Mléčné dráhy a malé objekty v naší sluneční soustavě.
Podle a nové studium Amir Siraj a prof. Abraham Loeb z Harvardské univerzity, dalším přínosem tohoto průzkumu bude objev mezihvězdných objektů, které pravidelně vstupují do sluneční soustavy. Tyto výsledky, v kombinaci s fyzikálními charakteristikami objektů, nás hodně naučí o původu a povaze planetárních systémů (a mohly by nám dokonce pomoci odhalit mimozemskou sondu nebo dvě!)
Když ‘Oumuamua proletěla kolem Země v října 2017 , stal se prvním mezihvězdným objektem, který kdy astronomové pozorovali. Nyní, roky po této významné události, vědci stále teoretizují, co to mohlo být – nedávné teorie naznačují, že by to mohlo být tmavý vodíkový ledovec nebo mezihvězdný ' prachový zajíček .“ Ale možná nejzajímavější možnost byla ta, kterou navrhl sám prof. Loeb.
Observatoř Rubin při západu slunce, osvětlená úplňkem. Kredit: Rubin Observatory/NSF/AURA
Ve studii z roku 2018, která se objevila vThe Astrophysical Journal– s názvem „ Mohl by tlak slunečního záření vysvětlit zvláštní zrychlení Oumuamua? “ – Dr. Shmuel Baily a profesor Loeb navrhli, že mezihvězdným objektem by ve skutečnosti mohla být mezihvězdná kosmická loď. To bylo založeno částečně na spektrech získaných z ‚Oumuamua a jak to funguje záhadně zrychlené na cestě ze sluneční soustavy.
Bez ohledu na to, zda ‚Oumuamua byla mimozemská sonda nebo ne, Baily a Loeb tvrdili, že jde (přinejmenším) o novou třídu objektů, které astronomové nikdy předtím neviděli. v září 2019 , byl spatřen druhý mezihvězdný objekt (2I/Borisov) procházející naší Sluneční soustavou. I když tato byla zjevně kometa, pomohla ilustrovat, jak mezihvězdné objekty pravidelně navštěvují naši sluneční soustavu (a někteří dokonce zůstávají !)
Observatoř jako Vera C. Rubin proto představuje velkou příležitost dozvědět se více o mezihvězdných objektech a procesech, které vedou ke vzniku a povaze slunečních soustav. Za prvé, studiem objektů ve sluneční soustavě by to mohlo potenciálně znásobit počet objektů, které musíme studovat. Jak řekl profesor Loeb Universe Today prostřednictvím e-mailu:
„Oumuamua a Borisov byly první dva potvrzené mezihvězdné objekty ve sluneční soustavě. Průzkum oblohy se plánuje zahájit za několik let s observatoří Vera C. Rubin, nazvanou Legacy Survey of Space of Time (LSST), která by mohla každý měsíc najít nový mezihvězdný objekt, pokud by obsazoval náhodné trajektorie. Náš příspěvek se zabývá otázkou, co se lze naučit z velkého počtu statistik mezihvězdných objektů.
Vizualizované elektromagnetické spektrum. Kredit: NASA
LSST se bude spoléhat na observatoř Rubin Simonyiho průzkumný dalekohled (SST), širokoúhlý pozemský dalekohled s velkou aperturou pro průzkum jižní oblohy v optických pásmech od 320 do 1050 nm (od blízkého ultrafialového po infračervené). Jeho tři velká zrcadla budou aktivně řízena pro korekci atmosférického zkreslení a snímky budou pořizovány pomocí 3200megapixelového digitálního fotoaparátu.
Mezi svými technickými možnostmi a osmi vědeckými spoluprácemi, které se budou opírat o její data, se očekává, že Vera C. Rubin přinese cenné vědecké výsledky. Patří mezi ně měření rychlosti expanze k určení vlivu temné energie a temné hmoty, mapování Mléčné dráhy, detekce přechodných událostí, jako jsou novy, supernovy, gama záblesky (GRB) a další jevy.
Astronomům to také umožní zvýšit počet malých objektů katalogizovaných ve Sluneční soustavě – jako jsou asteroidy a objekty Kuiperova pásu (KBO) – o faktor 10 až 100. V kombinaci s přesnými modely, které předpovídají rychlost, jakou budou mezihvězdné objekty Jakmile dosáhnou Sluneční soustavy, Siraj a Loeb ukazují, jak by LSST mohla znásobit počet známých mezihvězdných objektů v naší Sluneční soustavě.
'Observatoř Vera C Rubin bude pozorovat oblohu v nebývalé hloubce i kadenci,' řekl Siraj Universe Today (také prostřednictvím e-mailu). „Výsledkem je, že výrazně zlepší naše chápání malých těles ve Sluneční soustavě, včetně mezihvězdných objektů.
Ohnisková rovina budoucího 3200megapixelového snímače Vera C Rubin. Poděkování: Jacqueline Orrell/SLAC National Accelerator Laboratory)
Jak uvádějí ve své studii, rychlost, jakou jsou objekty vymrštěny z jejich příslušných systémů (která je srovnatelná s jejich orbitálními rychlostmi před „kopnutím“), je zásadní pro pochopení toho, kde v systému vznikly. Například objekty ve vnějším dosahu by byly snadno vyvrženy kvůli procházející hvězdě a v důsledku toho by měly nízkou rychlost vyhazování. V důsledku toho budou pravděpodobně také nejběžnějším typem mezihvězdných objektů.
Podobně gravitační interakce s planetami v blízkosti nebo uvnitř obyvatelné zóny hvězdy (HZ), které vedly k vyvržení, by vedly k tomu, že by mnoho planetesimál cestovalo vysokou rychlostí. Tyto rychlosti by byly v souladu s orbitální rychlostí objektů v rámci HZ jejich hvězdy, a proto by vědcům řekly hodně o mechanice, která v tomto systému funguje. Jak Loeb vysvětlil, při výpočtech to vše zvažovali:
'Uvažovali jsme o vyvržení mezihvězdných objektů v náhodných směrech vzhledem k rychlosti jejich hostitelských hvězd a vypočítali jsme výsledné rozložení rychlostí, když se dostanou do Sluneční soustavy, přičemž jsme vzali v úvahu zvláštní rychlost Slunce vzhledem ke hvězdám v jeho sousedství. “
„Protože mezihvězdné objekty vznikají v planetárních systémech kolem jiných hvězd, přijali jsme kinematiku hvězd plus další složku rychlosti, která odpovídá rychlosti vyvržení objektu vzhledem ke hvězdě,“ dodal Siraj.
Zjistili, že typickou rychlost vyvržení objektu lze odvodit z rychlosti, kterou měl, jakmile dorazil do Sluneční soustavy, a ze směru jeho příchodu. V tomto ohledu by jejich rychlost sloužila jako indikátor toho, jak blízko byly ke svým hvězdám, když se formovaly a když byly vyvrženy. Nebo jak Siraj shrnul:
„Zjistili jsme, že rozložení rychlostí, kterými se mezihvězdné objekty pohybují, a směry, ze kterých pocházejí, budou kódovat informace o ‚kopnutí‘, které mezihvězdné objekty zaznamenají, když opouštějí svou mateřskou hvězdu. Tato rychlost „nakopnutí“ odráží oblast planety, ze které objekt pochází, a poskytuje pohled na to, jak funguje formování planetárního systému a jak se vytvářejí mezihvězdné objekty.
Pokud by například pocházely z předměstí, jako jsou Oortova oblaka Sluneční soustavy, jejich rychlost odrazu by byla zanedbatelná. Na druhou stranu, pokud by vznikly v HZ systému, rychlost by mohla překročit rozsah hvězdných rychlostí v jejich slunečním sousedství (10 s km/s). Znalost jejich místa narození by proto mohla poskytnout důležitá vodítka ohledně procesů, které je vytvořily, a také jejich povahy.
Studium těchto objektů dále poskytne cenný pohled na procesy, kterými se v hvězdných systémech formují asteroidy, komety a planety. A pokud, jak navrhli Dr. Baily a Prof. Loeb, některé z těchto objektů by ve skutečnosti mohly být mezihvězdnými vesmírnými sondami zkoumajícími vesmír, pak jsou možnosti ještě hlubší.
„Objekty, které jsou předmětem zájmu SETI, by mohly být potenciálně rozeznatelné podle neobvyklých rychlostí a směrů původu,“ řekl Siraj. V kombinaci se schopností Vera C. Rubinové poskytovat okamžitá upozornění na událost detekce (což značně usnadní následná pozorování), by astronomové byli schopni vidět tyto objekty přicházet dlouho předtím, než projdou blízko našeho Slunce nebo proletí kolem Země.
„Pokud podivné předměty jako ‚Oumuamua byly vyrobeny technologickými civilizacemi, pak mohou představovat ‚vzkaz v láhvi‘,“ dodal Loeb. Tuto možnost velmi podrobně rozebírá prof. Loeb ve své připravované knize s názvem' Mimozemšťan: První znamení inteligentního života mimo Zemi '– zveřejnění je plánováno na 26. lednačt, 2021 (předobjednal jsem si svou kopii!)
Doporučení Siraje a Loeba je dobrým příkladem toho, jak může pokrok v jedné oblasti astronomie přinést pozitivní výsledky v jiné. Použitím přístrojů a observatoří nové generace ke katalogizaci více hvězd, více planet a více objektů budou mít astronomové vždy více příkladů toho, co je v našem vesmíru možné. Studium těchto objektů nám také mnoho napoví o fyzice a mechanice, které ji řídí.
A pokud v to není příliš velká naděje, možná se v procesu najde mezihvězdná sonda nebo dvě. Vzhledem k tomu, co jsme tam poslali sPionýrské talířeaVoyager Records, bude zajímavé sledovat, co bude říkat zpráva od mimozemského druhu! Moje peníze jsou zapnuté'Neodpovídat!'
Další čtení: arXiv