Rappresentazione artistica del visitatore della cometa 'Oumuamua, che è stato scoperto per la prima volta nel nostro sistema solare nell'ottobre 2017. ESO/M. Kornmesser Come un proiettile sparato in velocità da un sistema stellare sconosciuto e lontano, la cometa interstellare 'Oumuamua ha attraversato il nostro sistema solare ed è stata avvistata solo l'anno scorso dopo che si era lanciata contro la gravità del nostro sole e si era ritirata nello spazio profondo.
Le rocce spaziali di altre stelle inevitabilmente ronzano continuamente nel nostro sistema solare, ma 'Oumuamua era il primo essere identificato positivamente come un intruso interstellare. Ma da dove viene esattamente? Bene, gli astronomi sono sul caso, e ora hanno una vaga idea di dove nella nostra galassia potrebbe trovarsi il luogo di nascita di 'Oumuamua.
Con l'aiuto di misurazioni stellari ultra precise effettuate dalla missione Gaia dell'Agenzia spaziale europea e alcuni complessi calcoli numerici, un gruppo internazionale di ricercatori è stato in grado di scrutare il percorso della cometa interstellare per vedere quali stelle, in milioni di anni di viaggio, potrebbe aver incontrato durante il suo viaggio. Così facendo, lo hanno ristretto a quattro sistemi stellari candidati da cui 'Oumuamua alla fine potrebbe provenire.
Dalla sua scoperta, 'Oumuamua è stato un argomento scottante. Quando è stato visto per la prima volta, gli astronomi notarono che aveva la forma di un sigaro rotante (o di un funky pancake), una caratteristica che può rivelare cose interessanti su come si è formata. Sapevano anche che non proveniva dal nostro sistema solare; stava viaggiando troppo velocemente e su una traiettoria iperbolica. In altre parole, la gravità del nostro sole era troppo debole per mantenerlo in orbita. Quindi, le osservazioni di follow-up non hanno rivelato alcuna fuoriuscita di gas dalla cometa candidata, suggerendo che, forse, in realtà era un asteroide privo di ghiacci.
Il "è un asteroide o è una cometa?" il dibattito è stato finalmente risolto quando gli astronomi hanno calcolato la traiettoria di 'Oumuamua e si sono resi conto che aveva ricevuto una piccola spinta poiché è stato riscaldato dal nostro sole - lo sfiato del gas dai ghiacci vaporizzati è stato rilasciato, creando una piccola spinta per accelerarlo. Ciò significava che sebbene l'oggetto non avesse un coma e una coda evidenti solitamente associati alle comete, era comunque una cometa.
Con tutte queste informazioni in mano, il compito successivo è stato quello di identificare le sue origini, e gli astronomi hanno tentato proprio questo con un sorprendente grado di precisione. Descrivono i loro sforzi in uno studio accettato nel settembre 2018 per la pubblicazione su The Astronomical Journal.
La cometa interstellare era alla deriva nello spazio interstellare da milioni di anni sconosciuti, ma seguendo la sua traiettoria attraverso il sistema solare, gli astronomi potrebbero avere un'idea generale di dove l'oggetto stava viaggiando nella nostra galassia e quali stelle potrebbe aver incontrato lungo il suo cammino. Per chiedere aiuto si sono rivolti alla ricca gamma di informazioni di Gaia's Data Release 2 (GDR2), che è stato messo a disposizione della comunità scientifica nel mese di aprile.
"GDR2 ci fornisce le posizioni 3D e le velocità 3D per 7 milioni di stelle, " l'astronomo Coryn Bailer-Jones, che lavora al Max Planck Institute for Astronomy di Heidelberg, Germania, spiega. "Senza tali informazioni sarebbe impossibile tracciare le orbite delle stelle indietro nel tempo".
Prima di Gaia, il miglior set di dati che avevamo proveniva dal satellite europeo Hipparcos, in funzione fino al 1993 e la prima missione ad eseguire l'astrometria di precisione (un metodo astronomico per misurare le posizioni e i movimenti delle stelle) e completata da altri rilievi a terra. Questo database contiene 2,5 milioni di stelle. Lanciato nel 2013, Gaia è molto più evoluto e contiene informazioni precise sulle posizioni, movimenti e distanza di 1.3 miliardi stelle. Sette milioni di questi contengono anche informazioni sulla loro velocità radiale (cioè, la velocità con cui la stella si sta avvicinando o allontanandosi da noi). Altri 220, 000 stelle sono state aggiunte all'analisi per la quale erano note le loro velocità radiali.
Conoscendo l'area di cielo da cui ha avuto origine 'Oumuamua, Bailer-Jones e il suo team sono stati in grado di selezionare 4, 500 stelle della GDR2 che il viaggiatore interstellare potrebbe aver incontrato nel suo lungo viaggio. Ma per restringere ulteriormente questo numero, dovevano tornare indietro nel tempo e tracciare i movimenti di queste stelle e vedere se il percorso di 'Oumuamua attraverso la galassia si sarebbe incrociato, o avvicinarsi a, loro moti storici.
Questa analisi può sembrare un compito impossibile. Dopotutto, ci sono molte stelle che creano un paesaggio gravitazionale alla rinfusa attraverso il quale 'Oumuamua avrebbe viaggiato. Come hanno calcolato i ricercatori il suo percorso?
"In linea di principio, avremmo bisogno di conoscere il percorso e la massa di ogni stella della galassia, così come la materia oscura, per tracciare orbite indietro nel tempo, " spiega Bailer-Jones. "In pratica, questo non è necessario; possiamo approssimarlo usando un modello di potenziale gravitazionale liscio, che tiene conto sia della materia visibile che della materia oscura [nella nostra galassia]."
C'è un problema con questa approssimazione, però. Questo modello non si evolve con il tempo, e perde precisione su intervalli di tempo più lunghi. "Di conseguenza, mentre possiamo essere ragionevolmente sicuri di tracciare orbite indietro nel tempo, diciamo, di qualche decina di milioni di anni, oltre a ciò le incertezze si accumulano troppo per poter dire qualcosa con buona sicurezza, " lui dice.
Questo non vuol dire che i ricercatori non abbiano candidati. Infatti, hanno trovato quattro stelle nane a cui 'Oumuamua ha viaggiato abbastanza vicino e sono entro il margine di errore come casa originale della cometa.
Il passaggio più vicino è stato effettuato con la stella nana rossastra HIP 3757 circa 1 milione di anni fa. In quell'occasione, i ricercatori calcolano che 'Oumuamua è arrivato entro 1,96 anni luce dalla stella, rendendolo un possibile candidato come casa di 'Oumuamua. Però, la grande velocità relativa della stella (si muove a un ritmo vertiginoso di 25 chilometri, o 15,5 miglia, al secondo) lo rende meno probabile.
Il successivo passaggio più vicino è stato 3,8 milioni di anni fa con la stella simile al sole HD 292249. La velocità relativa di questa stella di 10 chilometri (6 miglia) al secondo la rende un contendente più probabile come la casa di 'Oumuamua. Gli incontri con le altre due stelle - senza nome ma precedentemente catalogati da altri sondaggi - si sono verificati 1,1 e 6,3 milioni di anni fa e stanno viaggiando a velocità intermedie. Gli astronomi non sanno se qualcuna di queste stelle possiede i propri sistemi planetari. Per espellere una cometa come 'Oumuamua nello spazio interstellare, la presenza di un grande pianeta gigante gassoso sarà probabilmente necessaria per fornire la forza gravitazionale.
Queste quattro stelle non sono le uniche candidate, però, sono solo i migliori candidati che i ricercatori hanno trovato utilizzando gli attuali set di dati resi disponibili da Gaia. Poiché ulteriori informazioni su più stelle vengono registrate dalla missione di indagine, più possibili candidati possono presentarsi come la casa di 'Oumuamua.
Data Release 3 (GDR3) di Gaia dovrebbe arrivare nel 2021, aggiunge Bailer-Jones, che è anche membro del Consorzio per l'elaborazione e l'analisi dei dati Gaia. Questa versione aggiungerà più dati sulla velocità radiale e dovrebbe restringere la ricerca delle origini di 'Oumuamua. "Questo ci permetterà di risalire alle orbite di molte più stelle, " lui dice, "se ci sono candidati migliori a casa tra quelli, non lo sappiamo. Dovremo farlo per scoprirlo".
Ora è interessanteLa nuvola di Oort potrebbe ospitare più di un trilione di comete, secondo la Nasa. Gli astronomi pensano che la lontana regione dello spazio circondi il sole, i pianeti e la fascia di Kuiper.
