En konstnärs koncept av den interstellära asteroiden 1I/2017 U1 ('Oumuamua) när den passerade genom solsystemet efter upptäckten i oktober 2017. Observationer av 'Oumuamua indikerar att den måste vara mycket långsträckt på grund av dess dramatiska variationer i ljusstyrka när den tumlade igenom Plats. Kredit:European Southern Observatory / M. Kornmesser
I november 2017, forskare pekade NASA:s Spitzer Space Telescope mot objektet känt som 'Oumuamua - det första kända interstellära objektet som besökte vårt solsystem. Den infraröda Spitzern var ett av många teleskop som riktades mot 'Oumuamua veckorna efter upptäckten i oktober.
'Oumuamua var för svag för Spitzer att upptäcka när det såg ut mer än två månader efter objektets närmaste närmande till jorden i början av september. Dock, "icke-detekteringen" sätter en ny gräns för hur stort det konstiga föremålet kan vara. Resultaten rapporteras i en ny studie publicerad idag i Astronomisk tidskrift och medförfattare av forskare vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Kalifornien.
Den nya storleksgränsen överensstämmer med resultaten av en forskningsartikel som publicerades tidigare i år, vilket antydde att avgasning var ansvarig för de små förändringarna i 'Oumuamuas hastighet och riktning som den spårades förra året:Författarna till den artikeln drar slutsatsen att den utdrivna gasen verkade som en liten propeller som försiktigt tryckte på föremålet. Denna beslutsamhet var beroende av att 'Oumuamua var relativt mindre än typiska solsystemkometer. (Slutsatsen att 'Oumuamua upplevde avgasning antydde att den bestod av frusna gaser, liknar en komet.)
"Oumuamua har varit full av överraskningar från dag ett, så vi var ivriga att se vad Spitzer kunde visa, sa David Trilling, huvudförfattare på den nya studien och professor i astronomi vid Northern Arizona University. "Det faktum att 'Oumuamua var för liten för Spitzer att upptäcka är faktiskt ett mycket värdefullt resultat."
'Oumuamua upptäcktes först av University of Hawaiis Pan-STARRS 1-teleskop på Haleakala, Hawaii (objektets namn är ett hawaianskt ord som betyder "besökare från fjärran som anländer först"), i oktober 2017 medan teleskopet undersökte efter jordnära asteroider.
Efterföljande detaljerade observationer utförda av flera markbaserade teleskop och NASA:s Hubble Space Telescope upptäckte solljuset som reflekterades från 'Oumuamuas yta. Stora variationer i objektets ljusstyrka antydde att 'Oumuamua är mycket långsträckt och förmodligen mindre än en halv mil (2, 600 fot, eller 800 meter) i dess längsta dimension.
Men Spitzer spårar asteroider och kometer med hjälp av infraröd energi, eller värme, att de strålar, som kan ge mer specifik information om ett objekts storlek än vad enbart optiska observationer av reflekterat solljus skulle göra.
Forskare har kommit fram till att ventiler på ytan av 'Oumuamua måste ha avgett strålar av gaser, ger objektet en liten ökning i hastighet, som forskare upptäckte genom att mäta objektets position när det passerade jorden 2017. Kredit:NASA/JPL-Caltech
Det faktum att 'Oumuamua var för svag för Spitzer att upptäcka sätter en gräns för objektets totala yta. Dock, eftersom icke-detekteringen inte kan användas för att sluta sig till form, storleksgränserna presenteras som vad 'Oumuamuas diameter skulle vara om den var sfärisk. Med hjälp av tre separata modeller som gör lite olika antaganden om objektets sammansättning, Spitzers icke-detektering begränsade 'Oumuamuas "sfäriska diameter" till 1, 440 fot (440 meter), 460 fot (140 meter) eller kanske så lite som 320 fot (100 meter). Det breda utbudet av resultat härrör från antagandena om 'Oumuamuas sammansättning, vilket påverkar hur synligt (eller svagt) det skulle se ut för Spitzer om det hade en viss storlek.
Liten men reflekterande
Den nya studien tyder också på att 'Oumuamua kan vara upp till 10 gånger mer reflekterande än kometerna som finns i vårt solsystem - ett överraskande resultat, enligt tidningens författare. Eftersom infrarött ljus till stor del är värmestrålning som produceras av "varma" föremål, den kan användas för att bestämma temperaturen på en komet eller asteroid; i tur och ordning, detta kan användas för att bestämma reflektionsförmågan hos objektets yta – det som forskare kallar albedo. Precis som en mörk T-shirt i solljus värms upp snabbare än en ljus, ett föremål med låg reflektionsförmåga behåller mer värme än ett föremål med hög reflektivitet. Så en lägre temperatur betyder ett högre albedo.
En komets albedo kan förändras under hela dess livstid. När den passerar nära solen, en komets is värms upp och förvandlas direkt till en gas, sopar bort damm och smuts från kometens yta och avslöjar mer reflekterande is.
"Oumuamua hade färdats genom det interstellära rymden i miljontals år, långt ifrån någon stjärna som kunde fräscha upp sin yta. Men den kan ha fått sin yta fräschad genom sådan "avgasning" när den närmade sig vår sol extremt nära, lite mer än fem veckor innan det upptäcktes. Förutom att sopa bort damm och smuts, en del av den frigjorda gasen kan ha täckt 'Oumuamuas yta med ett reflekterande skikt av is och snö – ett fenomen som också har observerats hos kometer i vårt solsystem.
'Oumuamua är på väg ut ur vårt solsystem - nästan lika långt från solen som Saturnus bana - och är långt bortom räckhåll för alla befintliga teleskop.
"Vanligtvis, om vi får en mätning från en komet är det lite konstigt, vi går tillbaka och mäter det igen tills vi förstår vad vi ser, sa Davide Farnocchia, från Center for Near Earth Object Studies (CNEOS) vid JPL och en medförfattare på båda artiklarna. "Men den här är borta för alltid, vi vet förmodligen så mycket om den som vi någonsin kommer att få veta."
