Od czasu swojego zaskakującego pojawienia się w Układzie Słonecznym w 2017 roku, międzygwiezdny obiekt Oumuamua nieustannie zadziwiał naukowców. Teraz dwójka amerykańskich astronomów uważa, że udało im się rozwiązać jedną z tajemnic tej kosmicznej skały.

Początkowo uważany za asteroidę, później za kometę, a przez niektórych nawet brany za pojazd cywilizacji pozaziemskiej, 200-metrowy Oumuamua przeleciał przez centralną część Układu Słonecznego pod koniec 2017 roku. W czasie swojej krótkiej wizyty, skała zbliżyła się do Ziemi na odległość 24 milionów kilometrów (około 62 dystansów Ziemia-Księżyc) i zniknęła kilka tygodni po jej wykryciu. Obserwacje przeprowadzone w tym krótkim czasie szybko udowodniły, że Oumuamua znajduje się na tzw. „hiperbolicznej” orbicie, która wskazywała, że skała nie pochodzi z Układu Słonecznego, tylko przelatuje przez królestwo Słońca i nigdy więcej nie zostanie zobaczona.

Posłaniec z innego świata

Jako pierwszy zauważony w naszej przestrzeni obiekt międzygwiezdny, Oumuamua wywołał sensację, skłaniając astronomów na całym świecie do zagłębienia się w dostępne dane, aby dowiedzieć się wszystkiego, co tylko możliwe o tym tajemniczym kawałku kosmicznej skały. Jedno z pytań, na które naukowcy próbowali odpowiedzieć, dotyczyło prędkości Oumuamua, która zdawała się zwiększać, gdy skała okrążała Słońce. Duże ciała, takie jak planety i gwiazdy, mogą przyspieszać mniejsze obiekty, takie jak komety i asteroidy, poprzez siłę grawitacji. W przypadku Oumuamua, która poruszała się z prędkością 87 kilometrów na sekundę, trzy razy szybciej niż przeciętna kometa w Układzie Słonecznym, te grawitacyjne kopniaki nie mogły wyjaśnić zaobserwowanego przyspieszenia.

Najnowsze filmy

Doprowadziło ono wielu naukowców do wniosku, że 'Oumuamua to raczej kometa niż asteroida. Komety w Układzie Słonecznym zyskują dodatkowy pęd dzięki wyrzutowi pary wodnej, gazów i pyłu z ich lodowych jąder, gdy zbliżają się do Słońca. Takie komety posiadają jednak spektakularne ogony, które świecą na skutek procesu ulatniania się wspomnianych substancji. Oumuamua nie wykazywał jednak żadnych oznak posiadania ogona.

Co napędzało Oumuamua?

Wielu naukowców próbowało wyjaśnić mechanizm przyspieszenia przybysza, ale wszystkie proponowane pomysły miały znaczne luki. W nowym badaniu Jennifer Bergner, adiunkt chemii na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley, oraz Darryl Seligman, stypendysta National Science Foundation na Cornell University, proponują nową teorię, która ich zdaniem może nareszcie położyć kres próbom wyjaśnienia natury obiektu.

„Próbuję wyjaśnić to ulatnianie od kilku lat. Najpierw myślałem, że może po prostu dookoła obiektu nie było wystarczająco dużo pyłu (aby utworzyć komę). Później przyszło nam na myśl, że być może jest zbudowany z bardziej lotnych materiałów niż te, które widzimy w zwykłych kometach, takich jak wodór, azot czy tlenek węgla. Ale każde z tych wyjaśnień miało teoretyczne problemy.”

– Powiedział Seligman.

Wodór, na przykład, wymagałby skrajnie niskich temperatur, aby zamarznąć w obiekty wielkości Oumuamuy, a naukowcy nie obserwują takich temperatur w chmurach molekularnych, gdzie te obiekty się formują. Azot nie występuje na tyle powszechnie w Drodze Mlecznej, aby wyjaśnić oczekiwaną liczbę takich ciał w galaktyce. Seligman i Bergner proponują podejście, według którego w składzie chemicznym Oumuamuy nie ma nic nadzwyczajnego . Zamiast tego, obiekt był poddany procesom poza Układem Słonecznym, których astronomowie nie znają z obserwacji naszych rodzimych komet.

Skąd ten cały wodór?

Kometa podróżująca przez międzygwiezdną przestrzeń jest w zasadzie gotowana przez promieniowanie kosmiczne, w wyniku czego powstaje wodór. Skoro tak się dzieje, to czy można wyobrazić sobie sytuację,  której taki wodór zostaje uwięziony wewnątrz obiektu zaczyna się z niego wydobywać w momencie gdy zbliża się do Słońca i zostaje przez nie ogrzewany? Obliczenia zespołu wykazały, że teoretycznie siła tego ulatniającego się wodoru mogłaby wyjaśnić dziwne przyspieszenie Oumuamuy. Astronomowie odkurzyli nawet eksperymentalne badania sprzed ponad 40 lat, które dowodziły, że wysokoenergetyczne cząstki, takie jak te obecne w promieniowaniu kosmicznym, mogą rozdzielać wodór molekularny z lodu wodnego, ale jednocześnie zatrzymywać go wewnątrz bloku lodu.

„To, co piękne w tym pomyśle, to fakt, że dokładnie to powinno się dziać z międzygwiezdnymi kometami. Mieliśmy te wszystkie głupie pomysły, jak góry lodowe z wodoru i inne szalone rzeczy, a to jest po prostu najbardziej typowe i sensowne wyjaśnienie”.

Chociaż Oumuamua odleciał na zawsze, Seligman ma nadzieję, że wkrótce odkryte zostaną nowe międzygwiezdne obiekty, które pomogą astronomom znaleźć odpowiedzi na pozostałe pytania oraz dostarczą danych na temat  innych układów planetarnych w naszej Galaktyce. Nowe teleskopy, które mają znacząco przyspieszyć i ułatwić takie obserwacje i badania, mają zostać wprowadzone do służby w ciągu najbliższej dekady.

Nowe badanie zostało opublikowane online w czasopiśmie Nature w środę (22 marca).