Päällä lokakuun 19th, 2017 , tähtitieteilijät havaitsivat ensimmäistä kertaa aurinkokuntamme läpi kulkevan tähtienvälisen objektin (ISO). Tämä 1I/2017 U1′ Oumuamuaksi nimetty kohde hämmentyi tähtitieteilijöitä, jotka eivät pystyneet määrittämään, oliko se tähtienvälinen komeetta vai asteroidi. Neljän vuoden ja monien teorioiden jälkeen (mukaan lukien kiistanalainen ' JA aurinkopurje ”hypoteesi), tähtitieteellinen yhteisö näytti päätyvän selitykselle, joka tyydytti kaikki havainnot.
'Typpijäävuoren' teoriassa todettiin, että 'Oumuamua oli todennäköisesti roskaa Pluton kaltaisesta planeetalta toisessa aurinkokunnassa'. Uusimmassa tutkimuksessaan, jonka otsikko on 'Massabudjetti, joka tarvitaan selittämään Oumuamua typpijäävuorena', Amir Siraj ja professori Avi Loeb (joka ehdotti ET-aurinkopurjehypoteesia) tarjosivat virallisen vasta-argumentin tälle teorialle. Heidän uuden paperinsa mukaan galaksissa on äärimmäinen pula ekso-Plutoista, jotka selittävät typen jäävuoren havaitsemisen.
Lehdessä, jossa hän esitti mahdollisuuden, Loeb ilmoitti, että 'Oumuamuan epätavallinen luonne ja käyttäytyminen olivat sopusoinnussa aurinkopurjeen kanssa. Tämä sisälsi esineen erittäin heijastavan luonteen ja sen profiilin, joka näytti olevan joko sikarin muotoinen tai pannukakkumainen. Vielä tärkeämpää on, että sen äkillinen kiihtyvyys ja poikkeama odotetulta kiertoradalta näytti olevan seurausta säteilypaineesta, mikä on juuri se tapa, jolla aurinkopurjeet saavuttavat työntövoiman.
Siellä oli myös tapa, jolla se saapui aurinkokuntaamme, minkä ansiosta se pääsi ohittamaan Maan ohitettuaan lähimmältä aurinkomme (perihelion). Toisin sanoen sen kiertoradan dynamiikka antoi sille mahdollisuuden tutustua aurinkokuntamme ainoaan asuttavaan planeettaan, mikä on juuri sitä, mitä tähtienväliseltä luotain voi odottaa. Nämä väitteet on esitetty tarkemmin Loebin kirjassa, Maan ulkopuolinen: ensimmäinen merkki älykkäästä elämästä maan ulkopuolella , jota me tarkistettu edellisessä artikkelissa.
Kirjaa kirjoitettaessa kaikki yritykset selittää 'Oumuamuaa luonnonilmiöillä epäonnistuivat. Pohjimmiltaan ei ollut yhtä ainoaa selitystä, joka voisi selittää sen kirkkauden, profiilin ja kiihtyvyyden samalla kun tunnustettiin, että kaasunpoistosta ei ollut todisteita. Lisäksi äkillistä kiihtyvyyttä ei voitu johtua gravitaatiovoimista, koska niiden olisi tuolloin pitänyt hidastaa Oumuamuaa.
Maaliskuussa 2021 kaksi tutkijaa Maan ja avaruuden tutkimuksen koulu (SESE) Arizona State Universityssä (ASU) esitti uuden hypoteesin. Kahdessa julkaistussa tutkimuksessa SESE Exploration Fellow Alan Jackson ja professori Steven Desch väittivät, että 'Oumuamua saattoi olla typpijääpala, joka on sinkoutunut nuoresta tähtijärjestelmästä (mahdollisesti galaksimme Perseus-haarassa). 400-500 miljoonaa vuotta sitten.
Heidän ensimmäinen paperi Jackson ja Desch käsittelivät Oumuamuan kokoa ja koostumusta koskevia rajoituksia ja osoittivat, kuinka Oumuamuan albedo oli samanlainen kuin Tritonin ja Pluton pinnalla olevat typpijäät. Heidän toinen paperi , he osoittivat, kuinka tämän tyyppisiä typpijääpalasia voitiin syntyä Auringon ulkopuolisten esineiden törmäyksessä, jotka ovat koostumukseltaan samanlaisia kuin Pluto ja Kuiper Belt Object (KBO).
Taiteilijakonsepti Oumuamuasta. Luotto: William Hartmann
Heidän arvioidensa mukaan nämä törmäykset synnyttäisivät ja sinkoutuisivat noin 100 biljoonaa (~1014) esineitä tähtienväliseen avaruuteen, josta puolet koostuisi vesijäästä ja toinen puoli typestä (N2). Tämä populaatio riittäisi tyydyttämään ISO:iden tilastollisen merkittävyyden, joka tarvitaan selittämään Oumaumuan havaitsemista. Yhtä tärkeää oli se, että N:stä koostuva esine2ei muodostaisi häntää lähestyessään aurinkoamme, koska siinä ei olisi vesihöyryä tai CO/CO:ta2sublimoida. Kuten Siraj selitti Universe Todaylle sähköpostitse:
'Typpijäävuorihypoteesin vetovoima on ensisijaisesti 'Oumuamuan' ei-gravitaatiokiihtyvyyden selityksessä. Aivan kuten hypoteettisen vetyjäävuoren tapauksessa, typen jäävuoren kaasunpoistoaktiivisuus ei olisi ollut havaittavissa Spitzer-avaruusteleskoopin 'Oumuamua'-mittauksissa, jotka yksinkertaisesti rajoittivat hiilipohjaisten molekyylien määrää Oumuamuan ympärillä. Seurauksena on, että materiaalin sublimoituminen saattaisi vaikuttaa kohteen havaittuun ei-gravitaatiokiihtyvyyteen.'
Yksi Loebin ehdotuspaperissaan esittämistä pääkohdista oli se, että riippumatta 'Oumuamuan todellisesta luonteesta, sen havaitseminen merkitsi valtavaa samankaltaisten objektien populaatiota galaksissamme. Heidän vastapaperissaan, joka hyväksyttiin äskettäin julkaistavaksi lehdessä Uusi tähtitiede , Siraj ja Loeb käsittelivät, onko Linnunradan galaksissa tarpeeksi materiaalia tällaisen typpijäävuorten populaation luomiseen.
Jacksonin ja Deschin arvion seurauksena galaksissamme on oltava vahva ”ekso-Plutojen” populaatio. Jotta näin olisi, Linnunradan tähdillä pitäisi olla tarpeeksi materiaalia, joka on jäänyt tähtien muodostumisesta jäljelle (eli massabudjetti), jotta nämä planeetat voivat muodostua. Tämän testaamiseksi Siraj ja Loeb ottivat typen jäävuorimallin ja tutkivat, kuinka paljon tähtimateriaalia tarvitaan, jotta se toimisi.
Taiteilijan näkemys ensimmäisestä tähtienvälisestä kohteesta 'Oumuamua', joka löydettiin 19. lokakuutath, 2017, Pan-STARRS 1 -teleskoopilla Havaijilla. Luotto: ESO/M. Kornmesser
'Laskelmamme on hyvin suoraviivainen', sanoi Siraj. 'Otamme kaikki typen jäävuoren malliparametrit, tarvittavan määrän 'Oumuamua-kaltaisia esineitä selittääksemme sen Pan-STARRSin havaitsemisen, ja perustiedot galaksin tähdistä ja johdamme näistä arvoista auringon metallisuuden materiaalin kokonaismassan. Se on muutettava ekso-Plutoksiksi, jotta typpimalli olisi uskottava.'
He päättelivät, että jopa kaikkein optimistisimmilla mahdollisilla olettamuksilla malli epäonnistuu useiden suuruusluokkien verran. Lyhyesti sanottuna tähtijärjestelmässä ei olisi tarpeeksi typpijäätä mahdollistaakseen näin vahvan ekso-Plutoksen populaation, mikä tarkoittaa, että tilastollisesti N:stä koostuvia ISO-arvoja ei yksinkertaisesti voi olla tarpeeksi.2selittääkseen 'Oumuamuan' sattumanvaraisen havaitsemisen.
Mallista tulee vielä epätodennäköisempi, kun ottaa huomioon, kuinka kosmiset säteet luonnollisesti syövyttävät ISO-arvoja. Muiden mukaan äskettäin julkaistu tutkimus , tämä prosessi asettaa ISO:ille paljon lyhyemmän käyttöiän kuin aiemmin on ajateltu. Kuten Siraj selitti:
'Ensisijainen ongelma typen jäävuorimallissa on, että tällaisten esineiden tarvittavan populaation tuottaminen vaatisi yli kymmenen kertaa Linnunradan galaksin tähtien koko massan muuntamisen suoraan ekso-Plutoksiksi - ja kun otetaan oikein huomioon väistämätön typpijäävuorten kosmisen säteen eroosion vuoksi tarvitsemme tuhat kertaa galaksin tähtien massaa. Nämä luvut tekevät typpimallista kestämättömän, koska vain pieni osa galaksin tähtien massasta menee ekso-Plutoksen tuotantoon.'
Project Starshot, Breakthrough Foundationin sponsoroima aloite, on tarkoitettu ihmiskunnan ensimmäiseksi tähtienväliseksi matkaksi. Luotto: breakthroughinitiatives.org
Lisäksi Siraj ja Loeb mainitsevat tutkimukset, jotka ilmestyivät pian sen jälkeen, kun heidän tutkimuksensa ilmestyivät arXiv:lle ja joka asettaa kyseenalaiseksi typpijäävuorten esiintyvyyden galaksissamme. Tutkimuksessa nimeltä ' Oumuamua-kaltaisten esineiden esiintymisen rajoitukset ”, joka ilmestyi lokakuun numerossa American Astronomical Societyn tiedote (BAAS), kirjoittajat Levine et ai. väittävät, että sekä vetyjäävuori- että typpijäävuorihypoteesit kärsivät kriittisistä puutteista.
Kun edellisen teorian lämpötilavaatimukset tekevät siitä kestämättömän, tarvittava muodostustehokkuus tekee samoin jälkimmäiselle. Lopulta he myös päättivät, että N:n tuotantomekanismi2jääpalaset (vaikutukset Auringon ulkopuolisiin Kuiperin vyöhykkeen analogeihin) eivät riittäneet luomaan niin suuria esineitä kuin Oumuamua, ja useita suuruusluokkia liian alhaisia 10:n populaation luomiseen.14esineitä.
'Typpimalli on nyt poissa pöydästä', sanoi Siraj. 'Tämä tarkoittaa, että 'Oumuamua-mysteeri pysyy avoimena, mikä motivoi entistä vahvemmin 'Oumuamuan' kaltaisten esineiden tutkimista tulevaisuudessa. Tämä on tähtienvälisen objektihaaran tavoite Galileo-projekti, jota minulla on etuoikeus johtaa – löytää ja luonnehtia esineitä, kuten Oumuamua, ja lopulta ymmärtää niiden luonne.
Lisäys:Meillä Universe Todaylla oli onni puhua professori Deschin, 'typpijäävuoren' hypoteesin kirjoittajan kanssa. Kuten hän selitti, 'Oumuamua-kaltaisten esineiden jakauma ei horjuta heidän hypoteesiaan, lähinnä siksi, että implisiittisestä tiheydestä on erimielisyyttä. Kuten hän sanoi:
'Tähtienvälisten kohteiden lukumäärätiheys ei ole läheskään niin korkea kuin Siraj ja Loeb väittävät. He lainaavat Do et al. (2018), joka arvioi PAN-STARRS-tutkimuksen tuloksista, että Oumaumuan kaltaisten esineiden tiheys on > 0,1 AU^3:a kohti. Mutta Meechin et al. (2017) tekee selväksi analysoimalla PAN-STARRS, Catalina ja muita tutkimuksia, että lukutiheys on enemmän kuin 0,003 per AU^3. Tämä ero poistaa kaiken jännityksen ongelmasta, eikä ole ollenkaan mahdotonta, että ekso-Plutos voisi toimittaa tarpeeksi N2-jääpalasia.
'Itse asiassa Desch & Jackson (2021) laskimme aurinkokuntamme varhaisessa vaiheessa tuottamien N2-jääpalasten määrän, ja se on täsmälleen riittävä tuottamaan 0,003 AU^3:a kohti, jos useimmat aurinkojärjestelmät päästävät samanlaisia lukuja. On huomattava, että Siraj & Loeb ei löytänyt yhtäkään virhettä analyysissämme, vaan tuottivat karkean taustalaskennan. Lisäämisen arvoinen on, että todennäköisyydestä riippumatta N2-jään fragmentti vastaa tarkasti kaikkia havaittavissa olevia Oumuamuan piirteitä (esim. ei-gravitaatiokiihtyvyyttä), eikä mikään muu hypoteesi vastaa. Sanoa, että N2-jääpalasen hypoteesi on 'pois pöydästä', on ennenaikaista, väärää tietoa ja jättää huomiotta, ettei pöydällä ole mitään parempaa.'
Vera C. Rubinin observatorion huippukokoustila. Luotto: Rubinin observatorio
Mitä tämä tarkoittaa 'Oumuamualle ja sen 'eksoottisemmalle' selitykselle sen alkuperästä - eli sitä, että se saattoi olla ET-aurinkopurje? Toistaiseksi tämä viimeisin vastaväite (ja professori Deschin ja Jacksonin vastaus) osoittaa, että tuomaristo on edelleen 'Oumuamua'-asiassa ja keskustelua siitä, mikä selitys sopii parhaiten, käydään edelleen. Silloin on onni, että lähitulevaisuudessa on mahdollisuuksia tutkimukselle, joka asettaa ISO:ille lisärajoituksia.
Galileo-projekti (kuvattu kohdassa a edellinen artikkeli ) on voittoa tavoittelematon tutkimusaloite, jonka perustivat prof. Loeb ja Frank H. Laukien , vieraileva tutkija Harvardin yliopistossa ja puheenjohtaja, presidentti ja toimitusjohtaja User Corporation (tieteellisten välineiden valmistaja). Tämä monikansallinen, monialainen hanke koostuu vapaaehtoisista asiantuntijoista, mukaan lukien Amir Siraj sen Interstellar Object Studiesin johtajana.
Yhdessä he työskentelevät tuodakseen maan ulkopuolisen älyn (SETI) ja teknosignatuurien etsimisen valtavirtaan. Heihin liittyy tähtitieteilijöitä ja observatorioita ympäri maailmaa, jotka odottavat innolla tulevia vuosia, jolloin seuraavan sukupolven observatoriot alkavat toimia tulevina vuosina. Tämä sisältää Vera C. Rubinin observatorio (entinen Large Synoptic Survey Telescope), joka on viimeistelemässä rakentamista Chilessä ja jonka odotetaan aloittavan toimintansa joskus ensi vuonna (tai mahdollisesti vuonna 2023).
8,4 metrin (27 jalkaa) peilinsä ja 3200 megapikselin kameransa avulla tämä observatorio suorittaa 10 vuoden mittaisen tutkimuksen, jonka aikana se tarkkailee arviolta 37 miljardia tähteä ja galaksia. Rubinin observatorio tutkii myös aurinkokuntaamme ja antaa säännöllisesti hälytyksiä äskettäin löydetyistä kohteista, mukaan lukien arviolta 5 ISO:ta kuukaudessa! NASA ja ESA kehittävät myös tehtäviä, jotka kohtaavat ISO:iden kanssa lähitulevaisuudessa ja tutkivat niitä läheltä.
Jos on yksi asia, josta koko tähtitieteellinen yhteisö on johdonmukaisesti sopinut, se on tosiasia, että 'Oumuamua edustaa luokkaa aiemmin tuntemattomia esineitä'. Se tosiasia, että tällaiset esineet kulkevat aurinkokuntamme läpi säännöllisesti (ja jotkut päätyä jäämään ) tarjoaa valtavia mahdollisuuksia tulevaan opiskeluun!
Lisälukemista: arXiv