A caccia di `Oumuamua

Il primo oggetto scoperto dall'esterno del sistema solare, `Oumuamua , aveva una forma estrema, molto probabilmente piatta , ed è stato allontanato dal Sole senza mostrare l'evaporazione della cometa. Le sue anomalie relative agli asteroidi o alle comete del sistema solare rimangono irrisolte a causa dei dati limitati raccolti su di esso quando è passato vicino alla Terra in ottobre e novembre del 2017.

Di conseguenza, un team di astronomi desidera inseguire `Oumuamua e studiarlo da vicino entro il prossimo secolo. Un nuovo documento ha delineato i parametri orbitali richiesti per una missione correlata del "Progetto Lyra" che potrebbe raggiungere "Oumuamua nell'anno 2086 o 2175.

Trovare `Oumuamua come un inaspettato oggetto vicino alla Terra è come notare potenziali partner di appuntamenti in un bar, ma realizzare il tuo interesse a saperne di più su di loro dopo che hanno lasciato la stanza. Inseguirli per strada è un impulso immediato. Tuttavia, una risposta più misurata alle circostanze sarebbe quella di cercare sistematicamente altri partner con qualità simili. Sicuramente, in una popolazione di candidati abbastanza ampia, ne verrà fuori uno simile.

Quest'ultimo approccio è infatti suggerito dall'app di appuntamenti LSST dell'Osservatorio di Rubin in Cile, che presto inizierà a sorvegliare il cielo australe con la sua fotocamera da 3,2 miliardi di pixel ogni quattro giorni. Insieme ai miei studenti e ai postdoc all'interno del Progetto Galileo , sto progettando il software che ci permetterà di trovare oggetti interstellari anomali come `Oumuamua nella pipeline di dati LSST.

D'altra parte, la sfida di inseguire `Oumuamua nel sistema solare è scoraggiante. Questo oggetto interstellare si trova attualmente a una distanza di 5,4 miliardi di chilometri dalla Terra, 36 volte la distanza Terra-Sole. Di conseguenza, è 60 milioni di volte più debole di quanto non fosse al massimo avvicinamento alla Terra. La sua magnitudine 37,8 è ordini di grandezza al di sotto della sensibilità anche delle immagini più profonde del telescopio spaziale Webb .

`Oumuamua è stato stimato avere una dimensione dell'ordine di cento metri, il che implica che un telescopio delle dimensioni di un metro a bordo di un veicolo spaziale che insegue sarebbe in grado di risolverlo con 10 pixel su un lato al limite di diffrazione, solo se il veicolo spaziale si trova entro una distanza di massimo avvicinamento a `Oumuamua dell'ordine del diametro della Terra. Ciò rappresenta una precisione di traiettoria a livello di un milionesimo della distanza di `Oumuamua dalla Terra. Poiché la precisione richiesta è molto più impegnativa delle incertezze nella traiettoria di `Oumuamua, il veicolo spaziale che insegue dovrà rilevare la luce riflessa o emessa da `Oumuamua mentre si avvicina ad esso e navigare di conseguenza. Ciò richiederebbe di avere a bordo un pesante telescopio, rendendo la missione molto costosa.

Ma ci sono ulteriori sfide tecniche. Dato che il veicolo spaziale dovrà superare la velocità di `Oumuamua di 26,5 chilometri al secondo, l'incontro sarà breve. Il tempo dell'incontro sarà dell'ordine della durata dell'attraversamento del doppio del diametro della Terra a una velocità di decine di chilometri al secondo, circa dieci minuti.

Dedicare un secolo per raggiungere `Oumuamua e poi trascorrere solo 10 minuti nelle sue vicinanze è analogo a inseguire partner per la strada per un'ora, solo per vederli per un millesimo di secondo. Ne vale davvero la pena? Dal momento che la maggior parte di noi non sarà viva per assistere agli incontri nel 2086 o nel 2175, non credo.

Un approccio molto migliore per conoscere gli oggetti interstellari è considerare la scoperta del 2017 come un campanello d'allarme e trovare altri oggetti interstellari simili a `Oumuamua nei prossimi anni. La parallasse del monitoraggio di ognuna di esse con il telescopio spaziale Webb e un telescopio sulla Terra rivelerebbe qualsiasi accelerazione non gravitazionale con una precisione squisita. Inoltre, rilevare l'emissione infrarossa degli oggetti permetterebbe di dedurne l'area superficiale, dato che la loro temperatura superficiale è dettata dalla loro distanza misurata dal Sole. Il rilevamento spettroscopico simultaneo della luce solare riflessa e dell'emissione infrarossa ci permetterebbe di dedurre la riflettanza degli oggetti (albedo) e la composizione della superficie, che rimangono sconosciute per `Oumuamua.

Se qualcuno dei futuri oggetti simili a `Oumuamua viene rilevato molto prima del loro avvicinamento più vicino alla Terra, si potrebbe immaginare di lanciare un veicolo spaziale che li incontri lungo il loro percorso. I parametri di tale missione sono stati previsti in un recente documento del team del progetto Galileo. L'aumento di velocità richiesto per un tale incontro supera di un ordine di grandezza quello del Comet Interceptor immaginato dall'ESA e impone un nuovo progetto di missione.

Come consigliano gli allenatori di appuntamenti, è molto meglio pensare alle opportunità offerte dai futuri partner di appuntamenti piuttosto che ossessionarsi con una data passata incerta. Statisticamente parlando, il futuro offre molte più opportunità di appuntamenti rispetto al passato.

L'unico requisito per scoprire nuove conoscenze scientifiche è mantenere la mente di un principiante, come sostenuto dal concetto di shoshin nel Buddismo Zen. Nel contesto degli oggetti interstellari, ciò richiede che non insisteremo sul fatto che siano tutti di origine naturale. Dopotutto, le spiegazioni naturali di `Oumuamua riguardavano oggetti di un tipo che non avevamo mai visto prima, come un ` coniglietto di polvere ', un iceberg di idrogeno , un iceberg di azoto o un iceberg di acqua-idrogeno .

L'incertezza dovrebbe farci tenere tutti aperti alla possibilità che di tanto in tanto potremmo notare un oggetto prodotto da una civiltà tecnologica extraterrestre. Questo potrebbe rappresentare una forma esotica di spazzatura spaziale , come la Tesla Roadster di Elon Musk , che è stata lanciata nello spazio come un carico utile fittizio nel 2018. Ironia della sorte, è lo stesso inquinatore spaziale, Elon Musk, a smorzare l'entusiasmo per la ricerca di spazzatura spaziale da analoghi extraterrestri di se stesso.

Se un oggetto artificiale ha pareti sottili, mostrerebbe una spinta riflettendo la luce solare, come ha fatto il razzo 2020 SO nel flusso di dati dello stesso telescopio che ha scoperto `Oumuamua. Nella ricerca di partner interstellari, è meglio iniziare con un'immagine speculare di noi stessi. Cosa potrebbe essere più familiare e comune di quello?

CIRCA L'AUTORE

Avi Loeb è il capo del progetto Galileo, direttore fondatore della Black Hole Initiative dell'Università di Harvard, direttore dell'Institute for Theory and Computation presso l'Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics ed ex presidente del dipartimento di astronomia dell'Università di Harvard (2011 –2020). Presiede il comitato consultivo per il progetto Breakthrough Starshot ed è un ex membro del Consiglio dei consulenti per la scienza e la tecnologia del presidente ed ex presidente del consiglio di fisica e astronomia delle accademie nazionali. È l'autore più venduto di " Extraterrestrial: The First Sign of Intelligent Life Beyond Earth " e coautore del libro di testo " Life in the Cosmos ", entrambi pubblicati nel 2021. Il suo nuovo libro, intitolato " Interstellar ”, la cui pubblicazione è prevista per agosto 2023.