25 mei 2019

Zes bijzondere feiten over ‘Oumuamua

Een oplettende lezer Wybren de Jong maakte mij en het Astroblogs publiek vandaag attent op een recent verschenen artikel, gelijkluidend die hierboven, van de hand van Professor Abraham Loeb van het Harvard Smithsonian Center for Astrophysics. Het verscheen op het Scientific American Blog en redeneert verder op het Loeb/ Bialy artikel eerder verschenen dit najaar; ‘Could solar radiation pressure explain ‘Oumuamua’s peculiar acceleration?”

‘Oumuamua artistieke impressie credits; ESO

Vrij vertaald ‘Is ‘Oumuamua an interstellair alien lightsail’, onder deze kop of in ieder geval iets wat hierop lijkt ging het ‘Loeb/Bialy’artikel de wereld over. En ook op astroblogs is er op 6 november een artikel over geplaatst. Het nieuwe artikel van Loeb en de verwijzingen die erin worden gemaakt heb ik hieronder nogmaals in het Nederlands opgetekend.  Zelf wil ik er nog aan toevoegen dat er steeds gesproken werd over een ‘lightsail’ maar dat hieronder Loeb spreekt over een ‘solarsail’. Hier wordt in de ruimtevaart wel onderscheid tussen gemaakt.*

Zes bijzondere feiten over ‘Oumuamua

1. “Ervan uitgaande dat het aannemelijk is dat andere planetaire systemen op het zonnestelsel lijken, had Pan-STARRS dit object of  enig ander interstellair gesteente in de eerste plaats niet mogen ontdekken. In een artikel dat tien jaar geleden werd gepubliceerd**, voorspelden we een overvloed aan interstellaire asteroïden die veel kleiner zijn,  twee tot acht ordes van grootte, dan nodig is om de ontdekking van ‘Oumuamua’ te verklaren, ervan uitgaande dat het een lid is van een willekeurige populatie van objecten. Anders gezegd: ‘Oumuamua’s aanwezigheid zelf impliceert dat de populatie van interstellaire objecten veel groter is dan verwacht. Elke ster in de Melkweg moet gedurende deze periode 1015 van dergelijke objecten uitwerpen om rekening te houden met een populatie zo groot als ‘Oumuamua impliceert. Daarom, hiervan uitgaande, moeten de ‘kraamkamers’ van ‘Oumuamua-achtige objecten wel verschillen van wat we weten op basis van ons eigen zonnestelsel.”

2. ” ‘Oumuamua is ontstaan uit een heel bijzonder referentiekader**, de zogenaamde lokale standaard van rust (LSR), die wordt gedefinieerd door het middelen van de willekeurige bewegingen van alle sterren in de buurt van de zon. Slechts één ster op 500 beweegt zo langzaam als ‘Oumuamua in dat kader. De LSR is het ideale frame voor camouflage, namelijk voor het verbergen van de oorsprong van een object en het vermijden van de associatie met een bepaalde ster. De relatieve beweging tussen ‘Oumuamua en de zon weerspiegelt de beweging van de zon ten opzichte van de LSR. ‘Oumuamua is als een boei die in rust op het oppervlak van de oceaan zit, met het zonnestelsel dat er als een schip op ramkoers op afkomt. Kan er een reeks boeien zijn die dienst doet als een netwerk van communicatiebakens, waarmee het gemiddelde galactische referentiekader in de interstellaire ruimte wordt gedefinieerd?”

3. “Van de meeste interstellaire asteroïden wordt verwacht dat ze worden weggeworpen van hun moederster wanneer ze in de buitenste regionen van hun geboorte-planetaire systeem liggen (zoals de Oort-wolk van ons zonnestelsel, die zich uitstrekt tot 100.000 keer de afstand aarde-zon), waar ze het meest ‘losjes’ zijn gebonden aan de zwaartekracht van de moederster. Aan deze rand kunnen ze worden weggeslingerd met een kleine snelheidsimpuls van minder dan een kilometer per seconde, in welk geval ze de snelheid van hun moederster ten opzichte van de LSR behouden. Als ‘Oumuamua uit een dergelijk typische ster komt, moet het zijn uitgeworpen met een ongewoon grote snelheidskick. Om het geval nog ongewoner te maken, had de trap gelijk en tegengesteld moet zijn aan de snelheid van de bovenliggende ster ten opzichte van de LSR, wat ongeveer 20 kilometer per seconde is voor een typische ster zoals de zon. De dynamische oorsprong van ‘Oumuamua is uiterst zeldzaam, hoe je het ook bekijkt. Dit is verrassend, omdat de eerste interstellaire bezoeker statistisch gezien ‘normaal’ zou moeten zijn (vooral gezien de grotere populatie dan gebruikelijk, afgeleid in het eerste punt hierboven).”

4. “We hebben geen foto van ‘Oumuamua, maar de helderheid als gevolg van gereflecteerd zonlicht varieert met een factor 10 terwijl deze om de acht uur periodiek ronddraait. Dit houdt in dat ‘Oumuamua een extreem langwerpige vorm heeft met een lengte die minstens vijf tot tien keer groter is dan de geprojecteerde breedte. Bovendien concludeerde een analyse van zijn tuimelbeweging dat het in de hoogste excitatie staat zou zijn die van zijn tumultueuze reis wordt verwacht, als het een pannenkoekachtige geometrie heeft. De afgeleide vorm is extremer dan voor alle asteroïden eerder gezien in het zonnestelsel, die een lengte-tot-breedte verhouding van ten hoogste drie hebben.”

5. “De Spitzer Space Telescoop**** heeft geen warmte gedetecteerd in de vorm van infraroodstraling van ‘Oumuamua. Gezien de oppervlaktetemperatuur gedicteerd door ‘Oumuamua’s traject in de buurt van de zon, stelt dit een bovengrens in op zijn grootte van honderden meters. Op basis van deze maximale grootte moet ‘Oumuamua ongebruikelijk helder zijn, met een reflectie die minstens 10 keer hoger is dan die van asteroïden op het zonnestelsel.”

6. “Het traject van ‘Oumuamua week af van dat wat werd verwacht op basis van de zwaartekracht van de zon alleen. De afwijking is klein (een tiende van een procent) maar statistisch zeer significant. Kometen vertonen een dergelijk gedrag wanneer ijs op hun oppervlak wordt opgewarmd door zonneverlichting en verdampt, waardoor stuwkracht door het raketeffect wordt gegenereerd. De extra duw voor ‘Oumuamua zou kunnen zijn ontstaan door kometen uitgassing als ten minste een tiende van zijn massa verdampt. Maar zo’n massale verdamping zou natuurlijk hebben geleid tot het verschijnen van een komeetstaart, en er werd er geen gezien. De observaties van de Spitzer-telescoop leggen ook strakke limieten op op de op koolstof gebaseerde moleculen of stof rondom ‘Oumuamua en sluiten de mogelijkheid uit dat er hier sprake is van een normale komeet (tenzij het is samengesteld uit zuiver water). Bovendien zou kometenuitgassing de rotatieperiode van ‘Oumuamua hebben veranderd, en een dergelijke verandering werd niet waargenomen. Al met al lijkt ‘Oumuamua geen typische komeet of een typische asteroïde te zijn, zelfs niet al zou het een populatie representeren die veel meer voorkomt dan verwacht.”

Kepler

Kepler onthulde dat ongeveer een kwart van alle Sterren in de Melkweg een bewoonbare planeet ter grootte van de aarde hebben, met het potentieel van  vloeibaar water op het oppervlak en een chemie zoals wij het kennen. Het is daarom denkbaar dat de interstellaire ruimte vol is met kunstmatig gemaakt puin, hetzij in de vorm van apparaten die een doel dienen bij een verkenningsmissie. De mogelijkheid van een gerichte missie voegt enige verklarende kracht toe. Het is onwaarschijnlijk dat per ster 1015 licht/zonnezeilen worden gelanceerd om een willekeurige populatie ‘Oumuamua-achtige objecten’ te vormen. Dit zou het onredelijke tempo van een lancering elke vijf minuten vanuit een planetair systeem vereisen, zelfs als alle beschavingen net zo lang bestaan als de volledige levensduur van het Melkwegstelsel. In plaats daarvan kunnen de vereiste aantallen drastisch worden verminderd als ‘Oumuamua-achtige objecten niet alle mogelijke banen willekeurig langsgaan, maar eerder speciale banen volgen die de diepste, bewoonbare gebieden van planetaire systemen zoals ons zonnestelsel binnendringen.

Hoe meer te weten te komen?

‘Oumuamua beweegt te snel voor chemische raketten om het nu in te halen maar daar het ‘Oumuamua duizenden jaren zou kosten om het zonnestelsel volledig te verlaten, blijft het bekijken ervan door een flyby een mogelijkheid als we binnen een paar decennia nieuwe technologieën zouden ontwikkelen voor snellere ruimtevaart. Een doel zou ook een studie kunnen zijn naar bv het interstellair object (en toekomstige ISO’s) dat dicht bij Jupiter kwam, energie verloor en a.h.w. gevangen werd, duidend op 2015 BZ509, ook door Pan-STARRS ontdekt. Professor Loeb eindigt met het noemen van mogelijkheden die dan nog in ons bereik liggen om meer te weten te komen. Zijn conclusie is voorlopig af te wachten tot het volgende interstellaire object verschijnt. Binnen enkele jaren zal de Large Synoptic Survey Telescope (LSST) operationeel worden en veel gevoeliger zijn voor de detectie van ‘Oumuamua-achtige objecten. Het zou daarom veel van dergelijke objecten binnen zijn eerste jaar van exploitatie moeten kunnen  ontdekken. Rest mij nog Wybren de Jong te bedanken voor zijn verwijzing naar het desbetreffende blog en wie weet wordt de nieuwe Arecibo boodschap nog opgepikt. Bronnen; Scientific American Blogs / Prof. Abraham Loeb, Centauri Dreams, Paul Gilster, Springer, 2004

* Ik wil hieraan toevoegen dat er meestal gesproken werd n.a.v. ‘Oumuamua over een ‘lightsail’ maar dat hier Loeb spreekt over een ‘Solar Sail’. Hier wordt wel onderscheid tussen gemaakt. Een zonnezeil wordt voortgestuwd door fotonen afkomstig van de zon, is kleiner, terwijl een lichtzeil van ander materiaal (koolstof vezel draden) wordt gemaakt dan een zonnezeil,  een lichtzeil wordt aandreven door een door mensen gemaakte stralingsbron, microgolven of laserstralen. Deze scheiding is niet exclusief (NASA zonnezeil naar komeet Halley zou een combinatie worden) maar een zonnezeil is meer algemeen bedoeld voor interplanetaire omgevingen’ Centauri Dreams, Paul Gilster, Springer.

**https://arxiv.org/abs/0908.3948

***http://iopscience.iop.org/article/10.3847/2515-5172/aa9bdc/meta

****https://www.scientias.nl/ruimtetelescoop-spitzer-kan-oumuamua-niet-zien/

Reacties

  1. Ethan Siegel heeft zojuist zijn vicie gegeven in Forbes:
    https://www.forbes.com/sites/startswithabang/2019/01/09/a-billion-years-in-interstellar-space-what-we-know-today-about-oumuamua/?fbclid=IwAR0f0mu3zXKnXH8CnYPO76wlamtAYcc2AmcWHm1cPaV4xNQ24r7A7bZROI8#10c911c95b31

    Op een GiF plaatje laat hij een aangepaste lichtcurve zien, waaruit zou moeten blijken dat de maximale amplityde om de 7.3 uur rotatie wel steeds hetzelfde minimum bereikt maar niet een gelijk maximum.
    Dat betekend m. i. dat op het minimum de lengteas steeds in dezelfde richting wijst ( bijv. de aarde) maar dat intussen geen sprake is van een enkelvoudige dwarse rotatieas.
    Ra Ra hoe kan dat worden verklaard?

Laat wat van je horen

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.

%d bloggers liken dit: