När det interstellära objektet (ISO) 'Oumuamua dök upp i vårt solsystem 2017, genererade det massor av intresse. Lusten att lära sig mer om det var stark, men tyvärr fanns det inget sätt att verkligen göra det. Den kom och gick, och vi fick fundera över vad den var gjord av och var den kom ifrån. Sedan, 2019, kom ISO-kometen Borisov på ett kort besök, och återigen fick vi undra över det.
Det kommer säkert att finnas fler av dessa ISO:er som korsar vårt solsystem. Det har pratats om att ha uppdrag redo att gå för att besöka en av dessa interstellära besökare i framtiden, men för att det ska hända behöver vi förhandsmeddelande om dess ankomst. Kan Vera Rubin-observatoriet berätta tillräckligt långt i förväg?
Inget uppdrag lämnar startrampen utan detaljerad planering, och detaljplaneringen beror på observationer. Markbaserade observationer lade grunden för våra razzior i solsystemet. NASA-uppdrag som OSIRIS-REx, Lucy och Psyche är helt enkelt omöjliga utan detaljerade markobservationer som förbereder vägen.
Snart kommer ett av våra mest kraftfulla och unika observatorier att påbörja sin verksamhet, Vera Rubin-observatoriet. Dess huvudsakliga aktivitet kommer att vara Legacy Survey of Space and Time (LSST.) LSST kommer att avbilda vårt solsystem i mycket mer detalj än någonsin tidigare, och det kommer att göra det kontinuerligt i ett decennium. Den mängd data som flödar från dessa observationer kommer att vara en enorm fördel för uppdragsplaneringen och kommer förmodligen att inspirera till uppdrag som vi inte har drömt om ännu.
VRO:s Legacy Survey of Space and Time är baserad på observatoriets 8,4 meter vidvinkel primära spegel och dess förmåga att ändra mål på bara fem sekunder. Kopplad till den är världens största digitalkamera, en gigant på 3,2 gigapixlar. VRO:n avbildar hela den tillgängliga natthimlen med några nätter.
LSST syftar till att upptäcka transienter som supernovor och gammastrålningskurar. Den kommer också att studera mörk energi och mörk materia och kommer att kartlägga Vintergatan. Men den kommer också att kartlägga små objekt i vårt solsystem som jordnära asteroider (NEA) och Kuiperbältsobjekt (KBO).
"Ingenting kommer i närheten av djupet av Rubins undersökning och den karakteriseringsnivå vi kommer att få för solsystemobjekt", säger Siegfried Eggl, biträdande professor vid University of Illinois Urbana-Champaign och ledare för arbetsgruppen för det inre solsystemet inom Rubin/LSST solsystem Science Collaboration. "Det är fascinerande att vi har förmågan att besöka intressanta föremål och titta på dem på nära håll. Men för att göra det måste vi veta att de finns, och vi måste veta var de är. Det här är vad Rubin kommer att berätta för oss."
Det är svårt att överskatta hur VRO och dess LSST kommer att främja vår förståelse av solsystemet. Det finns andra undersökningsteleskop, som Pan-STARRS (Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System.) Pan-STARRS har upptäckt ett enormt antal astronomiska transienter. Dess uppgift är att upptäcka dem och varna astronomer så att andra teleskop kan observera dem.
Pan-STARRS är baserat på två teleskop med 1,8-meters speglar och är vår mest effektiva detektor av Near-Earth Objects (NEOs), men när VRO:n väl är i drift kommer den att flyttas till en avlägsen andraplats.
Spännande nog kommer VRO också att upptäcka ISO:er. I en artikel från 2023 uppskattade forskare att VRO kommer att upptäcka upp till 70 interstellära objekt varje år. Om VRO kan se dem tillräckligt långt i förväg kan det ge oss tid att starta ett uppdrag till en.
"Rubin är kapabel att ge oss den förberedelsetid vi behöver för att starta ett uppdrag för att fånga upp ett interstellärt objekt," sa Eggl. "Det är en synergi som är väldigt unik för Rubin och unik för den tid vi lever i."
Det är oklart hur många ISO som besöker vårt solsystem varje år och kommer att kunna upptäckas. Medan vissa forskare föreslår att VRO kan upptäcka 70 per år, säger andra att antalet kommer att bli lägre. VRO är inte magi. Föremål som är för mörka och/eller rör sig för snabbt kan undgå upptäckt. Men det verkar säkert att LSST kommer att upptäcka vissa ISO. Den kan till och med urskilja mönster i deras banor som gör det lättare att upptäcka fler av dem.
I takt med att vår kunskap om ISO växer, kommer lusten att besöka en av dem att växa tillsammans med den. Utseendet på 'Oumuamua och Borisov visar att möjligheter kommer att fortsätta att dyka upp. Det finns redan preliminära planer på hur man ska besöka en.
ESA:s Comet Interceptor är designad för att besöka en långtidskomet. Interceptor-uppdraget har tre rymdfarkoster, och var och en kommer att studera kometen från en annan vinkel, vilket ger en 3D-vy. Förhandsmeddelande är avgörande för Comet Interceptor-uppdraget, och ESA nämner specifikt LSST som möjliggör uppdraget genom att varna oss om ett lämpligt mål snart nog.
Men målet behöver inte vara en komet. Det kan vara vad som helst som färdas genom det inre solsystemet.
Det unika med Comet Interceptor är att den redan kommer att ligga och vänta på sitt mål. Efter lanseringen kommer den att åka till Sun-Earth Lagrange 2 (L2) punkten. Den kommer in i en gloriabana där och inväntar ytterligare instruktioner. ESA kan vänta tills VRO:n upptäcker ett önskvärt mål på rätt bana, och de kan aktivera Comet Interceptor.
NASA:s Lucy-uppdrag visar hur avancerad kunskap om objekt i solsystemet möjliggör kraftfulla uppdrag. Lucy förlitar sig på krävande observationer av solsystemobjekt och kommer att besöka flera asteroider genom att slingra sig igenom det inre solsystemet, använda jorden som gravitationshjälp vid tre olika tillfällen. Detaljerad kunskap om solsystemet inspirerade och möjliggjorde Lucys uppdrag.
Comet Interceptor, eller ett annat uppdrag som det, behöver inte en så här komplex väg. Men precis som Lucy kommer den att förlita sig på skarpa observationer, något som VRO och LSST kommer att tillhandahålla på stort djup.
LSST kommer inte bara att möjliggöra uppdrag som Comet Interceptor. Det kommer att inspirera nya som vi inte kan föreställa oss ännu. Det beror på att vi inte vet vad undersökningen kommer att avslöja ännu. Det kan avslöja områden med objekt som beter sig på ett sätt som vi ännu inte har sett eller typer av objekt som har samlats ihop som har förblivit osynliga.
"Om du tänker på Rubin som att titta på en strand, ser du miljoner och åter miljoner individuella sandkorn som tillsammans utgör hela stranden," sa Eggl, "Det kan finnas ett område med gul sand, eller vulkanisk svart sand, och ett utrymme uppdrag till ett objekt i den regionen kan undersöka vad som gör det annorlunda. Ofta vet vi inte vad som är konstigt eller intressant om vi inte känner till sammanhanget det befinner sig i. Med våra nuvarande teleskop har vi i huvudsak tittat på de stora stenblocken på den. strand", säger Eggl, "men Rubin kommer att zooma in på de finare sandkornen."
Jupitertrojanska asteroider som Lucy kommer att besöka är ett bra exempel på detta. Denna typ av asteroid förutspåddes existera redan på 1770-talet, men den första sågs inte förrän mer än ett sekel hade gått. Redan då var ingen säker på att det faktiskt var en trojansk asteroid förrän nästan ytterligare ett århundrade hade passerat. Nu vet astronomer att det finns tusentals av dem.
På liknande sätt kan vår kunskap om ISO:er bli mycket mer komplett när LSST kommer igång. Ett helt nytt fönster till ISO kan öppnas. Astronomer kan urskilja mönster i sina banor och i sin makeup som leder till nya förståelser av deras ursprung. Om Comet Interceptor eller ett liknande uppdrag skickas till en, kommer vi att lära oss mer om hur planetsystem bildas, inklusive vårt eget.
Allt i vårt solsystem bildades inte där vi ser det idag. Vissa kroppar har fångats, som Neptunus måne Triton, som troligen är ett infångat Kuiperbältsobjekt. Astronomer tror att det är mycket troligt att några av vårt solsystems objekt är fångade ISO. VRO:n och uppdragen den inspirerar kan identifiera dessa objekt.
Nya observationer leder till nya frågor och nya uppdrag utformade för att besvara dem. Det är ett långvarigt mönster i vår strävan att förstå naturen.
Vem vet vad VRO kommer att se och vilka framtida uppdrag dess resultat kommer att leda till?
Tillhandahålls av Universe Today
