Is ‘Oumuamua een buitenaards ‘lichtzeil’ ruimteschip?

Twee astronomen van het Harvard Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), Shmuel Bialy en Professor Abraham Loeb hebben geopperd dat ‘Oumuamua een lichtzeil zou kunnen zijn van buitenaardse origine. Een lichtzeil ruimtevaartuig wordt voortgestuwd door stralingsdruk op het zeil afkomstig van fotonen.  

De studie “Could Solar Radiation Pressure Explain “Oumuamua’s Peculiar Acceleration?,” werd uitgevoerd door Shmuel Bialy, een postdoctoraal onderzoeker aan het instituut voor Theory and Computation (ITC) van het Center for Astrophysics. Samen met Professor Loeb, de directeur van het ITC, alsook voorzitter van het Breakthrough Starshot Advisory Committee(een onderzoeksproject om een concept vloot van lichtzeilen te maken ‘StarChip’ om zo naar het Alpha Centarauri stersysteem te kunnen reizen op 4.37 lichtjaar afstand.) Er was veel discussie over wat ‘Oumuamua was, een asteroïde of een komeet. Eerst bleek het een asteroïde, daar ‘Oumuamua, toen het zich dicht bij de zon bevond geen tekenen van ‘uitgassen’ vertoonde, het verliezen van materiaal via het oppervlak. Dit duidde erop dat het geen komeet kon zijn. Later vond een onderzoeksteam uit dat ‘Oumuamua toch meer ijs bevatte dat men aanvankelijk dacht en bleek het toch wel weer een komeet. Toen het uit het zonnestelsel ging trof men via Hubble beelden nog enkele onverwachte zaken aan. ‘Oumuamua’s snelheid was toegenomen in plaats van afgenomen. Een verklaring hiervoor was dat ‘Oumuamua materiaal uitstootte vanuit zijn oppervlak (uitgassen) vanwege opwarming door de zon. Dit materiaal, dat consistent is met hoe een komeet zich gedraagt, zou  ‘Oumuamua deze snelheids impuls geven. Bialy and Loeb bieden een tegen-verklaring. Als Oumuamua inderdaad een komeet is, waarom was er dan geen uitgassen waargenomen toen het zo dicht bij de zon was? Daarbij in acht genomen, dat als het uitgassen verantwoordelijk was voor de acceleratie, dit ook een snellere tuimelbeweging had moeten veroorzaken, en dit was niet het geval.

Bialy en Loeb overwegen de mogelijkheid dat ‘Oumuamua een lichtzeil kan zijn, een type ruimteschip dat zich voort beweegt door stralingsdruk van fotonen op het zeil om voortstuwing te genereren. Iets dergelijks is ook het doel van het Breakthrough Starshot project. Het lichtzeil zou gestuurd kunnen zijn door een andere civilisatie om ons zonnestelsel te bestuderen. Prof. Loebs reactie aan Universe Today over de mail; ‘We explain the excess acceleration of `Oumuamua away from the sun as the result of the force that the sunlight exerts on its surface. For this force to explain measured excess acceleration, the object needs to be extremely thin, of order a fraction of a millimeter in thickness but tens of meters in size. This makes the object lightweight for its surface area and allows it to act as a light-sail. Its origin could be either natural (in the interstellar medium or proto-planetary disks) or artificial (as a probe sent for a reconnaissance mission into the inner region of the solar system).” Bialy en Loeb gaan er dus van uit dat de versnelling het resultaat is dat het zonlicht uitoefent op het oppervlak. Daarvoor moet het object extreem dun zijn maar wel enkele tientallen meters lang. Dit maakt het object heel licht en permitteert het te functioneren als een lichtzeil. Het kan van natuurlijke als wel van kunstmatige oorsprong zijn. Bijvoorbeeld voor een verkenningsmissie. Bialy en Loeb berekenden vorm en dichtheid van het object alsook of het inderdaad zou kunnen overleven in de interstellaire ruimte, en of het de druk zou kunnen weerstaan veroorzaakt door rotatie en getijdenwerking. Een zeil van een fractie van een millimeter  (0.3-0.9 mm) zou inderdaad de reis door de gehele Melkweg kunnen doorstaan, was hun conclusie.

Het zeil zou botsingen met stofwolken, en gas van het interstellair medium kunnen doorstaan alsook getijdenwerking en centrifugale krachten. Voor het ‘waarom’ het zich in ons zonnestelsel zou bevinden geven ze enkele suggesties. Het zou kunnen dat het kapot is, een soort van ‘schipbreuk’ van een lichtzeil dat op drift geraakt is. Loeb gaf ook nog de suggestie dat ‘Oumuamua wel eens een eerste ‘kunstmatige relikwie’ zou kunnen zijn die we tegenkomen afkomstig vanuit de interstellaire ruimte. Hij stelt zelfs een nieuw ondezoeksveld in, ‘space archeology’, ruimteresten uit vervlogen tijden van andere beschavingen. Het alternatief is een verkenningsmissie. Deze aanname deed Loeb daar ‘Oumuamua een willekeurige baan volgde wat de productie vereist van ~10^{15} van zulke objecten per ster in onze Melkweg. Deze overvloed is 100 miljoen keer groter dan voorspeld door theoretische modellen, gebaseerd op berekeningen uit 2009 door Loeb. Zo een overvloed maakt het volgens Loeb aannemelijk dat ‘Oumuamua een doelgerichte ruimtesonde voor een verkenningsmissie is en niet een of ander object uit een willekeurige populatie. Daar was zijn baan, binnen 0.25 AU van de zon een goede baan om de aarde te observeren zonder al te veel hinder van de intense straling. Daarbij kwam het tot op een afstand van 0.15 AU van de aarde, dat het resultaat kan zijn geweest van orbitale koerscorrecties om een aarde flyby te faciliteren. Uiteraard voegen de heren eraan toe dat er nog te veel onbekende factoren zijn om alles met zekerheid te stellen. Bron; Universe Today

Shmuel Bialy and Abraham Loeb. Could Solar Radiation Pressure Explain ‘Oumuamua’s Peculiar Acceleration? arXiv:1810.11490 [astro-ph.EP]. arxiv.org/abs/1810.11490