Den 19 oktober, 2017, Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System-1 (Pan-STARRS-1) på Hawaii tillkännagav den första upptäckten någonsin av ett interstellärt objekt, heter 1I/2017 U1 (aka. 'Oumuamua). Under månaderna som följde, flera uppföljningsobservationer genomfördes för att lära dig mer om denna besökare, samt lösa tvisten om huruvida det var en komet och en asteroid.

Istället för att lösa tvisten, ytterligare observationer bara fördjupade mysteriet, till och med ger upphov till förslag om att det kan vara ett utomjordiskt solsegel. Av denna anledning, forskare är mycket intresserade av att hitta andra exempel på 'Oumuamua-liknande föremål. Enligt en nyligen genomförd studie av ett team av Harvard-astrofysiker, det är möjligt att interstellära objekt kommer in i vårt system och hamnar i vår sol något regelbundet.

Studien, "Skruvar upp värmen på 'Oumuamua, " nyligen dök upp online och skickades in för publicering till Astrofysiska tidskriftsbrev . Studien genomfördes av John Forbes – en stipendiat vid Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics Institute for Theory and Computation (ITC) – och Prof. Abraham Loeb – chefen för ITC, Frank B. Baird Jr. Prof. of Science och ordförande för Astronomy Department vid Harvard University.

För att sammanfatta, när 'Oumuamua först upptäcktes, föremålet var cirka 0,25 AU från solen och redan på väg ut ur solsystemet. Baserat på dess bana, det drogs slutsatsen att 'Oumuamua var extrasolärt ursprung, snarare än att vara ett långtidsobjekt som har sitt ursprung i Oortmolnet. Astronomer noterade också att den verkade ha en hög densitet (vilket tyder på en stenig och metallisk sammansättning) och att den snurrade snabbt.

Detta gav upphov till teorin att snarare än att vara en interstellär komet, 'Oumuamua var faktiskt en interstellär asteroid. Detta överensstämde med det faktum att den inte upplevde någon avgasning eller bildade en svans när den närmade sig solen. Dock, när 'Oumuamua började ta sig ut ur solsystemet, ett annat forskarlag noterade att det upplevde en ökning i hastighet.

Detta märkliga beteende fick återigen forskare att anta att 'Oumuamua kan vara en komet, eftersom avgasning till följd av solvärme skulle förklara dess plötsliga hastighetsförändring. Tyvärr, mellan det faktum att föremålet inte hade upplevt någon avgasning närmare solen, eller upplevt en snabb utveckling i dess spinn (som åtföljer det plötsliga släppet av material), forskarna var återigen rådlösa.

Som noterat, detta gav upphov till idén att 'Oumuamua faktiskt kunde vara ett lätt segel, vilket ursprungligen föreslogs i en annan studie av prof. Loeb och Shmuel Bialy (en postdoc-forskning med ITC). I grund och botten, ett lätt segel är en form av rymdfarkost som förlitar sig på strålningstryck för att generera framdrivning, vilket skulle förklara varför objektet tog fart när det rörde sig bort från solen.

Oavsett dess sanna natur, det faktum att 'Oumuamua har trotsat klassificeringen har gjort det till föremål för stort intresse. Som professor Loeb berättade för Universum Today:

"Upptäckten av 'Oumuamua tillåter oss att kalibrera mängden av interstellära objekt av dess storlek, baserat på undersökningstiden och känsligheten hos Pan STARRS-teleskopen. Det borde finnas ungefär en kvadrillion (10 ¹⁵ ) sådana objekt per stjärna i Vintergatan. En liten del av dessa föremål passerar nära Jupiter och sparkar den tillräckligt mycket för att fastna i systemsystemet."

I en tidigare studie, Prof. Loeb och Manasvi Lingam (en postdoc forskare vid ITC) beräknade att solsystemet är värd för uppskattningsvis 6, 000 fångade interstellära objekt. I en uppföljande studie, Loeb och Amir Siraj identifierade fyra kandidater för möjliga studier och indikerade att många fler sannolikt kommer att hittas med Large Synoptic Survey Telescope (LSST) – som till och med kan studeras av ett robotuppdrag inom en snar framtid.

"Detta är ett sätt att lära sig om strukturen och sammansättningen av 'Oumuamua-liknande interstellära objekt, ", sa Loeb. "I vår nya uppsats föreslog vi istället att studera ångan som produceras när sådana föremål passerar nära solen och förångas av den intensiva solvärmen. Vi beräknade sannolikheten för att det skulle hända, med tanke på att 'Oumuamua inte visade några tecken på en kometsvans eller kolbaserad gas eftersom den inte passerade tillräckligt nära solen."

Detta förslag skulle bygga på den väletablerade traditionen att undersöka kometernas spektra när de passerar nära solen för att lära sig mer om deras ursprung. Genom att bestämma produktionshastigheterna för vatten, diatomiskt kol (C ₂ ), cyanid (CN), och aminoradikaler (NH ₂₎ – liksom kometens dynamiska egenskaper – kan forskare avgöra vilken del av den protoplanetära skivan som kometen sannolikt har bildats i.

Att tillämpa detta på kroppar i solsystemet, Forbes och Loeb försökte begränsa hur ofta interstellära besökare passerar nära vår sol. Detta bestod av att använda den kända omloppsbanan från 'Oumumua och Monte Carlo-metoden (där slumpmässig provtagning används för att erhålla numeriska värden) för att bestämma den förväntade fördelningen av banorna för interstellära objekt i solens närhet.

Från detta, de kunde få uppskattningar om hur ofta föremål kolliderar med vår sol, och hur många av dessa som sannolikt kommer från interstellärt ursprung. Som Loeb sa:

"Vi har funnit att sådana föremål kolliderar med solen en gång vart 30:e år, medan cirka 2 passerar inom Merkurius omloppsbana varje år. Vi identifierade föredragna orienteringar för omloppsbanor för interstellära objekt och drog slutsatsen att åtminstone ett av de kända solsystemobjekten är extrasolärt ursprung."

Forbes och Loeb identifierade också de troliga orbitalorienteringarna som extrasolära objekt skulle ha i vårt solsystem, med hjälp av data från International Celestial Reference System (ICRS). Som med den tidigare studien utförd av Loeb och Lingam, de identifierade till och med några kända objekt i solsystemet som har dessa orienteringar.

Dessa hämtades från NASA:s JPL Small-Body Database, Majoriteten av dem tillhör Kreutz-gruppen – en familj av solbetande kometer som har banor som för dem extremt nära solen vid perihel. Av dessa, Forbes och Loeb identifierar några som kan vara interstellära till sitt ursprung baserat på lutningen av deras banor.

"I framtiden, många fler interstellära objekt kommer sannolikt att upptäckas av LSST, ", sa Loeb. "Ett annat teleskop med potential att upptäcka solbetande kometer är det kommande Daniel K. Inoue Solar Telescope (DKIST), som ligger precis intill Pan STARRS-observatoriet på Mount Haleakala på Hawaii. DKIST kommer att observera solen med hög rumslig och tidsmässig upplösning, och är utrustad med flera spektropolarimetrar. DKIST:s förmåga att studera solbetande kometer kan begränsas av dess avsaknad av en koronograf för att blockera solljuset, men dess oöverträffade känslighet och upplösning kan ge intressanta upptäckter."

Denna senaste studie kan hjälpa till att informera framtida studier av interstellära objekt, som skulle kunna avslöja vilka typer av förhållanden som finns i extrasolära system utan att behöva skicka robotuppdrag för att studera dem direkt. Om man antar att vissa av dessa föremål är artificiella till sin natur, de kunde också lösa Fermi-paradoxen.

Sedan upptäckten av 'Oumuamua (och på grund av vår oförmåga att lösa frågan om dess sanna natur), forskare har varit ivriga att hitta ett annat interstellärt objekt i vårt solsystem för studier. Att veta att det redan finns några där ute, och som skulle kunna studeras mycket snart, är ett spännande perspektiv. Hur som helst, vi kommer att lära oss mycket om detta universum vi lever i.