Auf der Jagd nach Oumuamua

Das erste Objekt, das von außerhalb des Sonnensystems entdeckt wurde, Oumuamua , hatte eine extreme Form – höchstwahrscheinlich flach – und wurde von der Sonne weggedrückt , ohne kometenartige Verdunstung zu zeigen. Seine Anomalien im Vergleich zu Asteroiden oder Kometen des Sonnensystems bleiben aufgrund der begrenzten Daten, die bei seinem Vorbeiflug an der Erde im Oktober und November 2017 gesammelt wurden, ungelöst.

Infolgedessen möchte ein Team von Astronomen `Oumuamua jagen und es innerhalb des nächsten Jahrhunderts aus der Nähe studieren. Ein neues Papier skizzierte die erforderlichen Orbitalparameter für eine verwandte „Project Lyra“-Mission, die Oumuamua im Jahr 2086 oder 2175 erreichen könnte.

`Oumuamua als unerwartetes erdnahes Objekt zu finden, ähnelt dem Bemerken potenzieller Dating-Partner in einem Café, aber dem Erkennen Ihres Interesses daran, mehr über sie zu erfahren, nachdem sie den Raum verlassen haben. Sie auf der Straße zu jagen, ist ein unmittelbarer Impuls. Eine maßvollere Reaktion auf die Umstände wäre jedoch, systematisch nach anderen Dating-Partnern mit ähnlichen Eigenschaften zu suchen. Sicherlich wird in einer ausreichend großen Anzahl von Kandidaten ein ähnlicher auf Sie zukommen.

Letzteren Ansatz suggeriert tatsächlich die „Dating-App“ LSST des Rubin-Observatoriums in Chile, die demnächst mit ihrer 3,2-Milliarden-Pixel-Kamera alle vier Tage den Südhimmel vermessen wird. Zusammen mit meinen Studenten und Postdocs im Galileo-Projekt entwerfe ich die Software, die es uns ermöglichen wird, anomale interstellare Objekte wie `Oumuamua in der LSST-Datenpipeline zu finden.

Andererseits ist die Herausforderung, `Oumuamua im Sonnensystem zu jagen, entmutigend. Dieses interstellare Objekt befindet sich derzeit in einer Entfernung von 5,4 Milliarden Kilometern von der Erde, was dem 36-fachen Erde-Sonne-Abstand entspricht. Infolgedessen ist es 60 Millionen Mal schwächer als bei der größten Annäherung an die Erde. Seine Größe von 37,8 liegt um Größenordnungen unter der Empfindlichkeit selbst der tiefsten Bilder des Webb-Weltraumteleskops .

Oumuamua wurde auf eine Größe in der Größenordnung von hundert Metern geschätzt, was bedeutet, dass ein metergroßes Teleskop an Bord eines jagenden Raumfahrzeugs in der Lage wäre, es mit 10 Pixeln auf einer Seite an der Beugungsgrenze aufzulösen, nur wenn das Raumfahrzeug in die Nähe kommt der engsten Annäherung an `Oumuamua in der Größenordnung des Durchmessers der Erde. Dies entspricht einer Flugbahngenauigkeit im Bereich eines Millionstels der Entfernung von ʻOumuamua von der Erde. Da die erforderliche Präzision viel anspruchsvoller ist als die Unsicherheiten in der Flugbahn von `Oumuamua, muss das verfolgende Raumschiff das von `Oumuamua reflektierte oder emittierte Licht erkennen, wenn es sich ihm nähert, und entsprechend navigieren. Dazu wäre ein schweres Teleskop an Bord erforderlich, was die Mission sehr teuer machen würde.

Aber es gibt noch weitere technische Herausforderungen. Da das Raumschiff die Geschwindigkeit von `Oumuamua von 26,5 Kilometern pro Sekunde überschreiten muss, wird die Begegnung kurz sein. Die Begegnungszeit wird in der Größenordnung der Dauer des Durchquerens des doppelten Durchmessers der Erde mit einer Geschwindigkeit von mehreren zehn Kilometern pro Sekunde liegen, etwa zehn Minuten.

Ein Jahrhundert zu widmen, um `Oumuamua zu erreichen und dann nur 10 Minuten in seiner Nähe zu verbringen, ist vergleichbar damit, Dating-Partner eine Stunde die Straße hinunter zu jagen, nur um sie für eine Tausendstelsekunde zu sehen. Lohnt sich der Aufwand wirklich? Da die meisten von uns die Begegnungen im Jahr 2086 oder 2175 nicht mehr erleben werden, glaube ich nicht.

Ein viel besserer Ansatz, um mehr über interstellare Objekte zu erfahren, besteht darin, die Entdeckung von 2017 als Weckruf zu betrachten und in den kommenden Jahren weitere `Oumuamua-ähnliche interstellare Objekte zu finden. Die Parallaxe bei der Überwachung eines von ihnen mit dem Webb-Weltraumteleskop und einem Teleskop auf der Erde würde jede nicht-gravitative Beschleunigung mit exquisiter Präzision aufdecken . Auch die Erfassung der Infrarotstrahlung von Objekten würde es ermöglichen, auf ihre Oberfläche zu schließen, da ihre Oberflächentemperatur von ihrer gemessenen Entfernung von der Sonne bestimmt wird. Die gleichzeitige spektroskopische Detektion von reflektiertem Sonnenlicht und Infrarotemission würde es uns ermöglichen, auf das Reflexionsvermögen (Albedo) und die Oberflächenzusammensetzung der Objekte zu schließen, die für `Oumuamua unbekannt bleiben.

Wenn eines der zukünftigen `Oumuamua-ähnlichen Objekte weit vor ihrer nächsten Annäherung an die Erde entdeckt wird, könnte man sich vorstellen, ein Raumschiff zu starten, das sie auf ihrem Weg trifft. Die Parameter einer solchen Mission wurden in einem kürzlich erschienenen Papier des Galileo-Projektteams vorgestellt. Der erforderliche Geschwindigkeitsschub für eine solche Begegnung übersteigt den von der ESA vorgesehenen Comet Interceptor um eine Größenordnung und erfordert ein neues Missionsdesign.

Wie Dating-Coaches raten, ist es viel besser, über die Möglichkeiten nachzudenken, die zukünftige Dating-Partner bieten, als sich mit einem ungewissen Datum in der Vergangenheit zu beschäftigen. Statistisch gesehen bietet die Zukunft viel mehr Dating-Möglichkeiten als die Vergangenheit.

Die einzige Voraussetzung, um neue wissenschaftliche Erkenntnisse zu entdecken, besteht darin, einen Anfängergeist zu bewahren, wie es das Konzept des Shoshin im Zen-Buddhismus befürwortet. Im Zusammenhang mit interstellaren Objekten erfordert dies, dass wir nicht darauf bestehen, dass alle von ihnen natürlichen Ursprungs sind. Schließlich handelte es sich bei den natürlichen Erklärungen zu `Oumuamua um Objekte einer Art, die wir noch nie zuvor gesehen hatten, wie einen ` Staubhasen ', einen Wasserstoff- Eisberg, einen Stickstoff- Eisberg oder einen Wasser-Wasserstoff -Eisberg.

Die Ungewissheit sollte uns alle dazu bringen, offen für die Möglichkeit zu sein, dass wir hin und wieder ein Objekt bemerken, das von einer außerirdischen technologischen Zivilisation hergestellt wurde. Das könnte eine exotische Form von Weltraummüll darstellen , wie Elon Musks Tesla Roadster , der 2018 als Dummy-Nutzlast ins All geschossen wurde. Ironischerweise ist es der Weltraumverschmutzer selbst, Elon Musk, der die Begeisterung für die Suche nach Weltraummüll dämpft außerirdische Analoga von sich selbst.

Wenn ein künstliches Objekt dünne Wände hat, würde es einen Schub zeigen, indem es das Sonnenlicht reflektiert – wie es der Raketenverstärker 2020 SO im Datenstrom desselben Teleskops tat, das `Oumuamua entdeckte. Bei der Suche nach interstellaren Partnern beginnen wir besser mit einem Spiegelbild unserer selbst. Was könnte vertrauter und üblicher sein als das?

ÜBER DEN AUTOR

Avi Loeb ist Leiter des Galileo-Projekts, Gründungsdirektor der Black Hole Initiative der Harvard University, Direktor des Institute for Theory and Computation am Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics und ehemaliger Vorsitzender der Astronomieabteilung der Harvard University (2011 –2020). Er ist Vorsitzender des Beirats für das Breakthrough Starshot-Projekt und ehemaliges Mitglied des President's Council of Advisors on Science and Technology sowie ehemaliger Vorsitzender des Board on Physics and Astronomy der National Academies. Er ist Bestsellerautor von „ Extraterrestrial: The First Sign of Intelligent Life Beyond Earth “ und Co-Autor des Lehrbuchs „ Life in the Cosmos “, beide 2021 erschienen. Sein neues Buch mit dem Titel „ Interstellar “, soll im August 2023 erscheinen.