Den 19 oktober, 2017, Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System-1 (Pan-STARRS-1) på Hawaii tillkännagav den första upptäckten någonsin av en interstellär asteroid, heter 1I/2017 U1 (aka, "Oumuamua). Under månaderna som följde, flera uppföljningsobservationer gjordes som gjorde det möjligt för astronomer att få en bättre uppfattning om dess storlek och form, samtidigt som den avslöjar att den hade egenskaperna hos både en komet och en asteroid.

Intressant nog, Det har också förekommit vissa spekulationer om att baserat på dess form, "Oumuamua kan faktiskt vara en interstellär rymdfarkost (Breakthrough Listen övervakade den till och med efter tecken på radiosignaler!). En ny studie av ett par astronomer från Harvard Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) har tagit det ett steg längre, antyder att 'Oumuamua faktiskt kan vara ett lätt segel av utomjordiskt ursprung.

Studien – "Kan solstrålningstrycket förklara" Oumuamuas speciella acceleration?, " som nyligen dök upp online – genomfördes av Shmuel Bialy och Prof. Abraham Loeb. Medan Bialy är postdoktor vid CfA:s Institute for Theory and Computation (ITC), Prof. Loeb är chef för ITC, Frank B. Baird Jr. professor i vetenskap vid Harvard University, och huvudordförande för Breakthrough Starshot Advisory Committee.

För att sammanfatta, 'Oumuamua upptäcktes för första gången av Pan-STARRS-1-undersökningen 40 dagar efter att den passerat närmast solen (den 9 september, 2017). Vid denna tidpunkt, det var cirka 0,25 AU från solen (en fjärdedel av avståndet mellan jorden och solen), och redan på väg ut ur solsystemet. På den tiden, astronomer noterade att den verkade ha en hög densitet (vilket tyder på en stenig och metallisk sammansättning) och att den snurrade snabbt.

Även om den inte visade några tecken på avgasning när den passerade nära vår sol (vilket skulle ha indikerat att det var en komet), ett forskarlag lyckades få fram spektra som tydde på att 'Oumuamua var mer isig än tidigare trott. Sedan, när den började lämna solsystemet, rymdteleskopet Hubble tog några slutliga bilder av 'Oumuamua som avslöjade något oväntat beteende.

Efter att ha granskat bilderna, ett annat internationellt forskarlag upptäckte att 'Oumuamua hade ökat i hastighet, snarare än att sakta ner som förväntat. Den mest troliga förklaringen, de hävdade, var att 'Oumuamua ventilerade material från sin yta på grund av solvärme (aka. avgasning). Utgivningen av detta material, som stämmer överens med hur en komet beter sig, skulle ge 'Oumuamua den stadiga push den behövde för att uppnå denna ökning i hastighet.

Till detta, Bialy och Loeb ger en motförklaring. Om 'Oumuamua i själva verket var en komet, varför upplevde den då inte avgasning när den var närmast vår sol? Dessutom, de citerar annan forskning som visade att om avgasning var ansvarig för accelerationen, det skulle också ha orsakat en snabb utveckling i 'Oumuamuas spinn (som inte observerades).

I grund och botten, Bialy och Loeb överväger möjligheten att 'Oumuamua faktiskt skulle kunna vara ett lätt segel, en form av rymdfarkost som förlitar sig på strålningstryck för att generera framdrivning – liknande det som Breakthrough Starshot arbetar med. I likhet med vad som är planerat för Starshot, detta lätta segel kan skickas från en annan civilisation för att studera vårt solsystem och leta efter tecken på liv. Som professor Loeb förklarade för Universe Today via e-post:

"Vi förklarar den överdrivna accelerationen av `Oumuamua bort från solen som ett resultat av den kraft som solljuset utövar på dess yta. För att denna kraft ska förklara uppmätt överdriven acceleration, föremålet måste vara extremt tunt, i storleksordningen en bråkdel av en millimeter i tjocklek men tiotals meter i storlek. Detta gör objektet lätt för sin yta och låter det fungera som ett lätt segel. Dess ursprung kan vara antingen naturligt (i det interstellära mediet eller proto-planetära skivor) eller artificiellt (som en sond som skickas för ett spaningsuppdrag in i solsystemets inre region)."

Baserat på det här, Bialy och Loeb gick omkring och beräknade den troliga formen, tjocklek, och mass-till-area-förhållande som ett sådant konstgjort föremål skulle ha. De försökte också avgöra om detta objekt skulle kunna överleva i det interstellära rymden, och huruvida den skulle kunna motstå de dragpåkänningar som orsakas av rotation och tidvattenkrafter.

Vad de fann var att ett segel som bara var en bråkdel av en millimeter tjockt (0,3-0,9 mm) skulle vara tillräckligt för att ett ark av fast material skulle överleva resan genom hela galaxen – även om detta beror mycket på 'Oumuamuas masstäthet ( som inte är vältränad). Tjock eller tunn, detta segel skulle kunna motstå kollisioner med dammkorn och gas som tränger igenom det interstellära mediet, samt centrifugal- och tidvattenkrafter.

Vad ett utomjordiskt lätt segel skulle göra i vårt solsystem, Bialy och Loeb ger några möjliga förklaringar till det. Först, de antyder att sonden faktiskt kan vara ett nedlagt segel som flyter under påverkan av gravitation och stjärnstrålning, liknande skräp från skeppsvrak som flyter i havet. Detta skulle hjälpa till att förklara varför Breakthrough Listen inte hittade några bevis för radiosändningar.

Loeb illustrerade denna idé ytterligare i en ny artikel han skrev för Scientific American, där han föreslog att 'Oumuamua kan vara det första kända fallet av en konstgjord relik som flöt in i vårt solsystem från det interstellära rymden. Vad mer, han noterar att ljussegel med liknande dimensioner har designats och konstruerats av människor, inklusive det japanskt designade IKAROS-projektet och Starshot Initiative som han är involverad i.

"Denna möjlighet skapar en potentiell grund för en ny gräns för rymdarkeologi, nämligen studiet av reliker från tidigare civilisationer i rymden, " Loeb skrev. "Att hitta bevis för rymdskräp av artificiellt ursprung skulle ge ett jakande svar på den urgamla frågan "Är vi ensamma?". Detta skulle ha en dramatisk inverkan på vår kultur och lägga till ett nytt kosmiskt perspektiv till betydelsen av mänsklig aktivitet."

Å andra sidan, som Loeb sa till Universe Today, "Oumuamua kan vara ett aktivt stycke utomjordisk teknologi som kom för att utforska vårt solsystem, på samma sätt som vi hoppas kunna utforska Alpha Centauri med Starshot och liknande teknologier:

"Alternativet är att föreställa sig att "Oumuamua var på ett spaningsuppdrag. Anledningen till att jag överväger spaningsmöjligheten är att antagandet att "Oumumua följde en slumpmässig bana kräver produktion av ~10^{15} sådana objekt per stjärna i vår galax Detta överflöd är upp till hundra miljoner gånger mer än förväntat från solsystemet, baserat på en beräkning som vi gjorde redan 2009. Ett förvånansvärt högt överflöd, såvida "Oumuamua är en riktad sond på ett spaningsuppdrag och inte en medlem av en slumpmässig population av föremål."

Enligt Loeb, att det också finns det faktum att 'Oumuamuas omloppsbana förde den till inom 0,25 AU från solen, vilket är en bra bana för att fånga upp jorden utan att uppleva för mycket solbestrålning. Dessutom, den kom till inom 0,15 AU från jorden, som kunde ha varit resultatet av orbitalkorrigeringar utformade för att underlätta en förbiflygning.

Växelvis, han påstår att det är möjligt att hundratals sådana sonder kan skickas så att en av dem kom tillräckligt nära jorden för att studera den. Det faktum att Pan STARRS-1-undersökningen knappt upptäckte 'Oumuamua när den närmade sig kan ses som en indikation på att det finns många andra sådana föremål som inte upptäcktes, bolstering the case for 'Oumuamua being one of many such probes.

Considering that astronomers recently concluded that our solar system has likely captured thousands of interstellar objects like 'Oumuamua, this opens the possibility for future detections which could help prove (or disprove) the case for an interstellar light sail.

Naturligtvis, Bialy and Loeb acknowledge that are still too many unknowns to say with any certainty what 'Oumuamua really is. And even if it does happen to be a piece of natural rock, all other asteroids and comets that have previously been detected have had mass-to-area ratios orders of magnitude larger than the current estimates for 'Oumuamua.

Den där, and the fact that radiation pressure appears to be capable of accelerating it, would mean that 'Oumuamua represents a new class of thin interstellar material that has never before been seen. Om sant, that opens up a whole new set of mysteries, such as how such material was produced and by what (or whom).

While it has been beyond the reach of our telescopes for almost a year now, 'Oumuamua is sure to remain the subject of intense study for many years to come. And you can bet astronomers will be on the lookout for more of them! Trots allt, "the Ramans do everything in threes, " right?