Kosmiczny gość na naszym podwórku

O koziołkującej planetoidzie i wymiataniu różnych ciał z Układu Słonecznego opowiada dr Michał Drahus.

Przyjdź na spotkanie z dr. Michałem Drahusem 12 kwietnia o godz. 19.00 >
 

Czym jest 'Oumuamua i jak ją odkryto?
To pierwsze znane nauce małe ciało kosmiczne, które trafiło do Układu Słonecznego z przestrzeni międzygwiazdowej. Została tam wyrzucona ze swojego macierzystego układu planetarnego w odległej przeszłości. Fizycznie 'Oumuamua jest planetoidą. Odkryto ją w ramach wielkoskalowego przeglądu nieba Pan-STARRS, przy pomocy dedykowanego teleskopu, który znajduje się na Hawajach.

Czy mogła zagrozić Ziemi?
Nie. Mimo, że w skali kosmicznej przemknęła blisko naszej planety (a wcześniej Słońca), odległość ta była zupełnie bezpieczna i od chwili odkrycia nie stanowiła najmniejszego zagrożenia.

Czym planetoida różni się od komety?
Planetoida, w przeciwieństwie do komety, nie posiada (przynajmniej na swojej powierzchni) lodu. Dlatego nawet gdy jest podgrzana przez Słońce, nie wytwarza charakterystycznego warkocza ani otoczki, które mają komety.

Jak odróżnić międzygwiazdową planetoidę od tej pochodzącej z Układu Słonecznego?
Wbrew pozorom, jest to bardzo proste. Obiekty przylatujące z przestrzeni międzygwiazdowej poruszają się po orbitach otwartych, o kształcie hiperboli, natomiast ciała pochodzące z Układu Słonecznego mają orbity zamknięte (eliptyczne) lub co najwyżej na pograniczu jednych i drugich (paraboliczne). Typ orbity, z którym mamy do czynienia możemy od razu rozpoznać po tzw. mimośrodzie orbity. Dla orbit otwartych przyjmuje on wartość większą od jedynki.

Ile takich obiektów jak 'Oumuamua „wpada” rocznie do Układu Słonecznego? Czy w ogóle można to oszacować na podstawie obserwacji pojedynczego obiektu tego typu?
To trudne pytanie, ponieważ Układ Słoneczny nie posiada wyraźnie określonej granicy. Do czasu odkrycia 'Oumuamua, różne próby oszacowania liczby (a ściślej gęstości) takich ciał w przestrzeni międzygwiazdowej dawały bardzo rozbieżne wyniki. Tuż po odkryciu, David Jewitt obliczył, że w odległości od Słońca mniejszej niż odległość Neptuna przebywa stale około 10 tysięcy obiektów podobnych do 'Oumuamua. Każdego roku w obszar ten wlatuje tysiąc nowych i tyle samo go opuszcza. To proste oszacowanie uwzględnia jasność takich obiektów oraz naszą zdolność do ich wykrywania. Oczywiście, wszelkie analizy na podstawie pojedynczego obiektu są niedokładne, ale i tak znacznie bardziej wiarygodne niż te wcześniejsze, oparte wyłącznie na rozważaniach teoretycznych.

Czy z Układu Słonecznego też wyrzucane są planetoidy?
U zarania Układu Słonecznego planetoidy i komety wymiatane były na masową skalę. Szczególnie w okresach, gdy największe planety – Jowisz i Saturn znajdowały się w rezonansach orbitalnych. W ten sposób Układ Słoneczny utracił zdecydowaną większość małych ciał, które pierwotnie w nim powstały.
Obecnie orbity planet są stabilne, przez co wymiatanie praktycznie ustało. Tym niemniej, od czasu do czasu wyrzucane są komety długookresowe, których niemal paraboliczne orbity są słabo związane ze Słońcem i nawet niewielkie perturbacje mogą sprawić, że nigdy nie wrócą. Do grona „uciekinierów” zaliczają się też niektóre sondy kosmiczne, np. Voyager 1 i 2 oraz New Horizons. Natomiast planetoidy związane są znacznie mocniej, co skutecznie chroni je przed wyrzucaniem.

Czy 'Oumuamua może być fragmentem jakiegoś większego obiektu, np. jakiejś planety, która się rozpadła?
To całkiem prawdopodobne. W okresach działania „wielkiej miotły” rezonansów, układy planetarne stają się niestabilne. Sprzyja to kolizjom między planetami, a to z kolei może powodować ich rozpad i powstanie „gruzowiska” małych ciał, takich jak 'Oumuamua. Co więcej, nasza bohaterka nie rotuje w prosty sposób wokół własnej osi lecz raczej „koziołkuje”. Wskazuje to na jej „burzliwą” przeszłość.

Czym 'Oumuamua się różni od typowych planetoid i komet w Układzie Słonecznym?
Pod wieloma względami jest całkiem typowa. Jej przypuszczalny rozmiar wynoszący kilkaset metrów, czerwonawy kolor, czy też stosunkowo wolna rotacja, nie wyróżniają jej spośród planetoid Układu Słonecznego. Jednak ta mała prędkość rotacji zaczyna zastanawiać, gdy porównamy 'Oumuamua do planetoid o podobnych lub mniejszych rozmiarach. Prawie wszystkie rotują szybciej! Rzadko spotykaną własnością w Układzie Słonecznym jest również wspomniane wcześniej „koziołkowanie”. Natomiast prawdziwą „bombą” okazały się zmiany jasności powodowane rotacją. Pokazują one, że w maksimum blasku planetoida jest aż dziesięć razy jaśniejsza niż w minimum. To zakres dotąd nieobserwowany wśród ciał Układu Słonecznego. A podobne pomiary przeprowadzono dla ponad 16 tysięcy planetoid! Wyjątkowy wynik 'Oumuamua świadczy o skrajnie wydłużonym kształcie ciała albo ekstremalnie nierównomiernej zdolności odbijania światła.

Czy odkrycie tej planetoidy to naukowa rewolucja?
Zdecydowanie! 'Oumuamua stworzyła bezprecedensową okazję do przeprowadzenia pierwszych badań ciała pozasłonecznego na naszym własnym, kosmicznym „podwórku” – czyli z bardzo bliska w kosmicznej skali. Mogliśmy skorzystać z tych samych metod i technik oraz osiągnąć tą samą dokładność, z którymi mamy na co dzień do czynienia badając ciała Układu Słonecznego. 'Oumuamua stanowi więc długo poszukiwany, pierwszy pomost pomiędzy pozasłonecznymi układami planetarnymi a tym jednym, w którym mieszkamy. Nie mam wątpliwości, że otwiera to nowe pole badań w astronomii, które okrzepnie na dobre wraz z odkryciem kolejnych obiektów międzygwiazdowych. Ciała te niosą bezcenne informacje o odległych miejscach swoich narodzin, gdzieś daleko w Galaktyce, a ich własności każą nam spojrzeć na znane ciała Układu Słonecznego w nowym świetle. Dlatego uważam, że przelot 'Oumuamua to najważniejsze wydarzenie w astronomii planetarnej od czasu odkrycia pierwszych egzoplanet (początek lat 90. ubiegłego wieku) a także krok milowy dla astronomii w ogóle.

Dziękuję za rozmowę.

Rozmawiała: Katarzyna Nowicka
Data publikacji: 3 kwietnia 2017