Magdalena Salik
1I/‘Oumuamua miała własny
„naturalny” napęd? Naukowcy rozwiązali zagadkę komety udającej statek kosmitów
Małe ciało niebieskie, które
zaobserwowaliśmy sześć lat temu, przelatywało przez Układ Słoneczny z rosnącą
prędkością. Co sprawiało, że ‘Oumuamua przyspieszała? Wyjaśnieniem są procesy
fizyczne zachodzące w komecie w przestrzeni międzygwiezdnej, ogłosili naukowcy
na łamach „Nature”.
W 2017 r. w pobliżu Ziemi
pojawiło się nieduże ciało niebieskie o niezwykłym kształcie. Było długie i
płaskie. Niektórym kojarzyło się z cygarem, innym z naleśnikiem. Obiekt został
zaobserwowany przez teleskop Pan-STARRS1 pracujący na wyspie Maui, na Hawajach.
Nazwano go wywodzącym się z hawajskiego słowem ‘Oumuamua, które można przetłumaczyć
jako „pierwszy posłaniec”.
Odkrycie 1I/‘Oumuamua stało się
sensacją. Kosmiczne cygaro okazało się pierwszym wykrytym obiektem, który
pochodził spoza Układu Słonecznego. Miało pewne bardzo nietypowe cechy, które
podziałały na wyobraźnię nawet z reguły trzeźwo myślącym naukowcom.
Zagadkowa
‘Oumuamua
‘Oumuamuę obserwowano przez
cztery miesiące 2017 roku. Nakreślono jego orbitę oraz prędkość, wynoszącą ok.
87 km na sekundę (312 tys. km/godz.). Zauważono przy tym, że obiekt, oddalając
się od Słońca, przyspiesza.
To tzw. niegrawitacyjne
przyspieszenie stanowiło niespodziankę. Co mogło być jego przyczyną? ‘Oumuamua
wyglądała jak asteroida, jednak asteroidy poruszają się wyłącznie w wyniku
oddziaływania grawitacji. Tymczasem na ‘Oumuamuę najwyraźniej działała jeszcze
jakaś inna, dodatkowa siła.
Rozwiązaniem byłoby wykazanie, że
‘Oumuamua jest kometą. Z komet, topniejących w pobliżu Słońca, uwalniają się
gazy i pyły. Działa to na nie trochę jak napęd statku kosmicznego – dając im
lekkiego „kopa”. Jednak ‘Oumuamua nie miała najbardziej charakterystycznych
cech komety. Czyli jasnej komy (otoczki) oraz ciągnącego się za nią
rozświetlonego ogona. Czyżby ta ni to asteroida, ni to kometa, która
przyspiesza sama z siebie, była obiektem pozaziemskiego pochodzenia?
Do takiego wniosku doszedł prof. Abraham Loeb, astrofizyk z Harvardu.
Prof. Loeb publicznie stwierdził, że ‘Oumuamua mogłaby być wrakiem statku
kosmicznego zbudowanego przez Obcych.
Obiektem zainteresował się
program poszukiwania życia pozaziemskiego SETI. Jednak nie znaleziono niczego
wskazującego, że mógłby być sztucznym tworem.
Długa
podróż przez obszar międzygwiazdowy
Zainteresowanie, jakie wzbudziła
‘Oumuamua, sprawiło, że obiekt był uważnie obserwowany tak długo, jak długo
dało się go śledzić z pomocą teleskopów. Obserwacje te zaowocowały dużą ilością
zgromadzonych danych. Ich analiza doprowadziła do rozwiązania zagadki
nietypowej komety. W najnowszym numerze „Naturze” przestawili je Jennifer Bergner, chemiczka z
Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley i Darryl
Seligman, astrofizyk z Uniwersytetu Cornella.
Naukowcy przyjęli, że gdy
‘Oumuamua opuszczała swój układ macierzysty, była typową kometą. Podobnie jak
te, które znamy z Układu Słonecznego, stanowiła brudną kulę zamarzniętego
wodnego lodu. Później jednak przez długi czas podróżowała przez obszar
międzygwiazdowy. Przez cały ten czas była bombardowana przez promieniowanie
kosmiczne.
Zmiana
składu chemicznego komety
Wtedy właśnie jej struktura
zaczęła się zmieniać. Jennifer Bergner wpadła na ten trop, sięgając po wyniki
eksperymentów prowadzonych w latach 70., 80., i 90. zeszłego wieku. W ich
trakcie bombardowano lód wysokoenergetycznymi cząstkami symulującymi
promieniowanie kosmiczne. Pod ich wpływem w lodzie tworzył się wodór molekularny
(H2). Nie uwalniał się jednak, tylko pozostawał uwięziony w lodzie – w
powstających w jego środku bąblach.
To właśnie spotkało ‘Oumuamuę w
czasie jej międzygwiezdnej podróży. Gdy zaś wleciała do Układu Słonecznego,
ciepło Słońca ogrzało powierzchnię komety. W rezultacie lód, z którego się
składała, zmienił swoją postać z amorficznej na krystaliczną. Przy okazji
uwolnił się zawarty w nim wodór. To z kolei sprawiło – ogłosili Bergner i
Seligman – że ‘Oumuamua poruszała się z niegrawitacyjnym przyspieszeniem.
Takie wyjaśnienie było już
proponowane. Jednak dotychczas naukowcy nie wiedzieli, jaki gaz uwalniający się
z komety mógłby powiększyć jej prędkość. Wskazywano na azot lub tlenek węgla.
Sam Seligman opublikował pracę, w której typował stały wodór jako źródło
„naturalnego napędu” ‘Oumuamuy.
Pełne
wyjaśnienie zagadki ‘Oumuamuy
Tamte teorie były jednak
niekompletne. Nie tłumaczyły np., co działo się z ‘Oumuamuą w czasie podróży
przez obszar międzygwiazdowy – trwającej dziesiątki milionów lat. Bergner i Seligman
zaproponowali zaś kompletny scenariusz losów ‘Oumuamuy.
Na początku pojawia się w nim
lodowa kometa podobna do tych, jakie znamy z komet Układu Słonecznego.
Następnie przechodzi ona ciąg przemian fizycznych w wyniku bombardowania przez
promieniowanie kosmiczne. Po znalezieniu się w pobliżu innej gwiazdy – Słońca –
pod wpływem ciepła uwalnia się z niej wodór molekularny. Ciągłe wyrzucanie gazu
sprawia, że obiekt zaczyna przyspieszać, jakby miał silnik.
Co ciekawe, w przypadku ‘Oumuamuy
zadziałało to tylko dlatego, że kometa była nieduża, o długości kilkuset
metrów. Gdyby wymiarowano ją w kilometrach, uwalnianie się gazu dałoby zbyt
słaby efekt. Obiekt nie przyspieszałby.
Model zaproponowany przez badaczy
wyjaśnia również, dlaczego ‘Oumuamua nie miała komy. – Nawet jeśli w lodowej
matrycy tej komety znajdował się pył, w jej przypadku nie następowała
sublimacja lodu [czyli przemiana ze stanu stałego od razu w gazowy – przyp.
red.] – mówi Seligman. – Wystarczyło, by doszło do przearanżowania lodu, by uwolnił
się H2. A pył nigdy nie opuścił komety – dodaje badacz. I nie utworzył ani
komy, ani ogona.
Zdaniem Seligmana wszystkie
zagadki ‘Oumuamuy zostały ostatecznie wyjaśnione. Natomiast może nas czekać
więcej odkryć. Wiadomo już, że w 2014 r. w atmosferze Ziemi spłonął obiekt
spoza Układu Słonecznego. Naukowcy zastanawiają się też, czy u wybrzeży Papui
Nowej Gwinei spoczywa meteoryt spoza Układu Słonecznego.
Moje
3 grosze
Sprawa przelotu 1I/’Oumuamua przez
Układ Słoneczny jest już właściwie zamknięta, bowiem oddala się on od nas lecąc
z prędkością hiperboliczną w kierunku konstelacji Pegaza. Być może uda się nam
go dopaść, kiedy będziemy mogli pozwolić sobie na loty międzygwiezdne, ale to
melodia dalekiej Przyszłości.
Co do obiektów spoza Układu
Słonecznego czy może nawet spoza Galaktyki to uważam, że jest sens prowadzić
poszukiwania w pokładach węgli czy innych kopalin, które powstawały w odległych
epokach geologicznych. Swego czasu postulowałem na łamach „Meteorytu” przeprowadzenie
przeszukania śląskich hałd kopalnianych w celu odnalezienia wśród masy kamieni
meteorytów, które spadły na Ziemię w Karbonie, kiedy tworzyły się pokłady węgla
kamiennego. Nie wiem, na czym się to skończyło, wiem natomiast, że różni
prywatni badacze-amatorzy takie poszukiwania prowadzą.
Życzę im powodzenia!!!
