• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Cirka 7 interstellära objekt passerar genom det inre solsystemet varje år, studieuppskattningar

    Oumuamua som det såg ut med William Herschel-teleskopet natten till den 29 oktober. Kredit:Queen's University Belfast/William Herschel Telescope

    Den 19 oktober, 2017, det första interstellära objektet som någonsin upptäckts flög förbi jorden på väg ut ur solsystemet. Mindre än två år senare, ett andra föremål upptäcktes, en lätt identifierad interstellär komet betecknad som 2I/Borisov. Utseendet på dessa två objekt bekräftade tidigare teoretiskt arbete som drog slutsatsen att interstellära objekt (ISO) regelbundet kommer in i vårt solsystem.

    Frågan om hur ofta detta händer har varit föremål för omfattande forskning sedan dess. Enligt en ny studie ledd av forskare från Initiative for Interstellar Studies (i4is), ungefär sju ISO:er kommer in i vårt solsystem varje år och följer förutsägbara banor medan de är här. Denna forskning kan tillåta oss att skicka en rymdfarkost för att träffa ett av dessa objekt inom en snar framtid.

    Forskningen som beskriver dessa fynd utfördes av flera forskare från i4is, en ideell organisation dedikerad till förverkligandet av interstellär flygning inom en mycket nära framtid. De fick sällskap av forskare från Florida Institute of Technology, Harvard's Institute for Theory and Computation (ITC), University of Texas i Austin, Münchens tekniska universitet, och Observatoire de Paris.

    Studiet av 'Oumuamua i oktober 2017 satte igång en revolution inom astronomi och studiet av himmelska föremål. Detta var inte bara ett föremål som hade bildats i ett annat stjärnsystem, men dess ankomst och upptäckt innebar en stor population av sådana föremål. Detekteringen av 2I/Borisov 2019 bekräftade vad många astronomer redan misstänkte – att ISO:er kommer in i vårt solsystem på en ganska regelbunden basis.

    Förutom att vara fysiker med i4is (och huvudförfattaren till studien), Marshall Eubanks är chefsforskare för Space Initiatives Inc. och VD för Asteroid Initiatives LLC. Som han sa till Universe Today via e-post, upptäckten av "Oumuamua och 2I/Borisov är betydande på ett sätt som inte kan underskattas:

    Konstnärens intryck av det interstellära objektet, `Oumuamua, upplever avgasning när den lämnar vårt solsystem. Kredit:ESA/Hubble, NASA, ESO, M. Kornmesser

    "[Bara genom att bevisa att de finns, det har haft en djupgående inverkan, skapa ett studieområde nästan från ingenting (ett område som finansiärer precis börjat erkänna). Interstellära objekt ger oss möjlighet att studera, och i framtiden bokstavligen beröra, exobodies årtionden innan de tidigast möjliga uppdragen till även de närmaste stjärnorna, som Proxima Centauri."

    Detta ledde till flera förslag på uppdrag som kunde möta framtida ISO:er som sågs passera vårt system. Ett sådant förslag var Project Lyra, som forskare från i4is delade i en studie från 2017 (med stöd från Asteroid Initiatives LLC). Det finns också ESA:s Comet Interceptor-uppdrag, som de planerar att skjuta upp 2029 för att möta en långtidskomet.

    "Vi började arbeta med potentiella uppdrag till interstellära objekt 2017, direkt efter upptäckten av "Oumuamua och vi fokuserade till en början snarare på att jaga det specifika objektet, i motsats till Seligman och Laughlin, som fokuserade på ISO:er som kan komma att upptäckas i framtiden, " sade Eubanks. "Comet Interceptor-uppdraget skulle falla i en liknande kategori (bygg-och-vänta)."

    Med tanke på att ISO bildades i ett annat stjärnsystem, möjligheten att studera dem på nära håll skulle ge forskarna inblick i de förutsättningar som finns där. Faktiskt, studiet av ISO är det näst bästa för att skicka interstellära sonder till angränsande stjärnsystem. Självklart, ett sådant uppdrag innebär många tekniska utmaningar, för att inte tala om behovet av förvarning. Som Eubanks förklarade:

    "Det finns två grundläggande typer av uppdrag här - planera-och-vänta eller starta-och-vänta-uppdrag, såsom ESA Comet Interceptor; och jaga uppdrag, sådana som skulle behövas för att nå 1I/"Oumuamua. Det är mycket osannolikt att några jaktuppdrag kommer att kunna mötas med en retirerande ISO—dessa kommer nästan säkert att vara begränsade till snabba förbiflygningar. Rendezvous-uppdrag, uppdrag för att matcha hastigheter och bana eller landa ISO, kommer att behöva förvarning."

    Konstnärens intryck av 2I/Borisov bortom vårt solsystem. Kredit:NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello

    För att illustrera, när astronomer först blev medvetna om "Oumuamua, det var först efter att föremålet redan hade närmat sig solen (perihelionpassage) och gjort en nära passning förbi jorden. På grund av detta, observatörer hade bara 11 dagar på sig att utföra observationer när den tog sig ut ur solsystemet och var utom räckhåll för deras instrument.

    När det gäller 2I/Borisov, amateur astronomer and telescope-maker Gennadiy Borisov caught sight of it on August 30th, 2019, roughly three months before it reached perihelion (December 8th, 2019). But for future missions to rendezvous with them, it is imperative to know as much as possible about how often ISOs arrive and how fast they are traveling when they do.

    För deras studiers skull, Eubanks and his colleagues sought to place better constraints on these two variables. Att göra detta, they began by taking into account how an interstellar object's velocity is influenced by the local standard of rest (LSR) – the mean motion of stars, gas, and dust in the Milky Way in the vicinity of the sun:

    "We assume that ISOs come from or are formed with stars and their planetary systems, and that after they are on their own they share the same galactic dynamics as stars do. We use the two known ISOs, 1I/"Oumuamua and 2I/Borisov, and the efficiency of past and current astronomical surveys to estimate the number of these objects in the galaxy, and stellar velocity estimates from the Gaia mission to estimate the velocity spread we should expect."

    What they found was that in an average year, the solar system would be visited by up to seven ISOs that are asteroid-like. Under tiden, objects like 2I/Borisov (comets) would be rarer, appearing around once every 10 to 20 years. They further found that many of these objects would be moving at velocities greater that of "Oumuamua—which was moving at over 26 km/s before and after picking up a boost from the sun.

    Swarm of laser-sail spacecraft leaving the solar system. Kredit:Adrian Mann

    Knowing these parameters will help scientists prepare for possible rendezvous missions with ISOs, something which Eubanks and his colleagues covered in more detail in a previous study—"Interstellar Now! Missions to Explore Nearby Interstellar Objects." As Universe Today reported at the time of its release, the study addressed a wider range of potential ISOs and the feasibility of reaching them.

    Sålänge, this latest study provides basic information that will support the planning and implementation of these missions. In addition to Project Lyra and the ESA's Comet Interceptor, there are numerous proposals for spacecraft that could rendezvous with interstellar objects (or even make the interstellar journey themselves).

    These include Project Dragonfly, a small spacecraft and laser sail that was the subject of a conceptual design study hosted by the Initiative for Interstellar Studies (i4iS) in 2013. Another is Breakthrough Starshot, a concept put forward by Yuri Milner and Breakthrough Initiatives that also calls for a tiny spacecraft to be sent to Alpha Centauri using a light sail and a powerful laser array.

    This proposal has been articulated in recent years by Prof. Abraham Loeb and Prof. Manasvi Lingam. Whereas Leob is the founder of the ITC and Chair of the Starshot Advisory Committee, Lingham is a longtime researcher with the ITC and a co-author on the "Interstellar Now!" and this latest paper. In addition to going interstellar, these concepts have been proposed as a possible way of chasing objects that enter our solar system.

    På ett eller annat sätt, we will be peeking at other star systems soon—and knowing how to intercept and study the objects they periodically kick our way is a good way to start.


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com