Un team di astronomi guidato da Coryn Bailer-Jones del Max Planck Institute for Astronomy ha rintracciato l'oggetto interstellare 'Oumuamua verso diverse possibili stelle di origine. L'oggetto è stato scoperto alla fine del 2017 - questa è stata la prima volta che gli astronomi sono stati in grado di osservare un oggetto astronomico di un altro sistema stellare in visita al nostro Sistema Solare. Bailer-Jones e i suoi colleghi hanno utilizzato i dati del satellite astrometrico dell'ESA Gaia per trovare quattro stelle plausibili dove 'Oumuamua avrebbe potuto iniziare il suo lungo viaggio, più di un milione di anni fa.

La scoperta dell'oggetto interstellare ora noto come 'Oumuamua nell'ottobre 2017 è stata una prima assoluta:per la prima volta, gli astronomi hanno potuto visitare un oggetto interstellare in visita al nostro Sistema Solare. Sfortunatamente, il visitatore fu colto solo mentre se ne andava, ma gli astronomi erano ancora in grado di utilizzare telescopi terrestri e spaziali per misurare il movimento dell'oggetto.

Ora, un gruppo di astronomi guidati da Coryn Bailer-Jones è riuscito a risalire al moto di 'Oumuamua e ad identificare quattro stelle candidate da cui potrebbe aver avuto origine l'oggetto interstellare. Studi precedenti avevano tentato ricostruzioni simili dell'origine di 'Oumuamua, ma non aveva trovato candidati plausibili.

Un nuovo ingrediente cruciale

A questi studi precedenti mancava un ingrediente cruciale:nel giugno 2018, un gruppo guidato dall'astronomo dell'ESA Marco Micheli aveva dimostrato che 'l'orbita di Oumuamua all'interno del Sistema Solare non è quella di un oggetto in caduta libera, questo è, di un oggetto che si muove esclusivamente sotto l'influenza della gravità. Anziché, c'era qualche accelerazione aggiuntiva quando l'oggetto era vicino al Sole. La probabile spiegazione è che 'Oumuamua ha qualche somiglianza con una cometa - con il ghiaccio che, quando sufficientemente riscaldato dalla luce solare, produce gas che a sua volta accelererà l'oggetto sorgente come un motore a razzo estremamente debole. Sebbene debole - il degassamento non era visibile sulle immagini come lo è con le comete vicine al Sole - è troppo grande per essere ignorato quando si segue l'orbita.

Il nuovo studio di Bailer-Jones e colleghi tiene conto di come l'orbita di 'Oumuamua sia cambiata quando l'oggetto è passato vicino al Sole, dando agli astronomi una stima precisa della direzione da cui proveniva originariamente l'oggetto, così come la velocità con cui è entrato nel nostro Sistema Solare.

Sfruttare il tesoro di dati di Gaia

Questo potrebbe risolvere il modo in cui 'Oumuamua è entrato nel sistema solare, ma che dire delle stelle che ha incontrato lungo la strada, e la loro gravità combinata che avrà influenzato la traiettoria dell'oggetto? Per questa parte della ricostruzione, Bailer-Jones ha fatto uso di un tesoro di dati che la missione Gaia dell'ESA ha rilasciato proprio questo aprile, Data Release 2 di Gaia (DR2). In qualità di leader di uno dei gruppi incaricati di preparare i dati Gaia per l'uso da parte della comunità scientifica, Bailer-Jones ha molta familiarità con questo particolare set di dati. In particolare, DR2 include informazioni precise sulle posizioni, movimento in cielo, e parallasse (come misura della distanza), per 1,3 miliardi di stelle. Per sette milioni di questi, ci sono anche informazioni sulla velocità radiale della stella, questo è, il suo moto direttamente lontano da o verso di noi. Utilizzando la banca dati astronomica Simbad, gli astronomi hanno incluso nel loro studio altre 220.000 stelle, per cui la velocità radiale è disponibile solo dalla banca dati Simbad.

Prossimo, gli astronomi hanno guardato un trackback approssimativo:uno scenario semplificato in cui sia 'Oumuamua che tutte le stelle si muovono lungo linee rette, a velocità costanti. Da questo scenario, hanno selezionato circa 4500 stelle che erano candidati promettenti per un incontro più ravvicinato con 'Oumuamua. Poi è arrivato il passo successivo:rintracciare le mozioni passate per questi candidati, e per 'Oumuamua che utilizza una versione attenuata dell'influenza gravitazionale di tutta la materia nella nostra galassia (il "potenziale galattico attenuato").

Cerco case candidate

Vari studi avevano già suggerito che 'Oumuamua fu espulso dal sistema planetario della sua stella natale durante la fase di formazione del pianeta, quando c'erano molti oggetti di piccole dimensioni ("planetesimi") che volavano attorno ai quali interagiscono con i pianeti giganti del sistema. È probabile che la stella di origine dell'oggetto abbia due proprietà chiave:risalire all'orbita di 'Oumuamua ci riporterà direttamente a, o almeno molto vicino a, la stella di casa. Inoltre, è probabile che la velocità relativa di 'Oumuamua e della sua stella di origine sia relativamente lenta:gli oggetti in genere non vengono espulsi dai loro sistemi domestici a grandi velocità.

Bailer-Jones e i suoi colleghi hanno trovato quattro stelle che sono possibili candidati per il mondo natale di 'Oumuamua. Tutti e quattro sono stelle nane. Quello che si è avvicinato di più a 'Oumuamua, almeno circa un milione di anni fa, è la stella nana rossastra HIP 3757. Si è avvicinata entro circa 1,96 anni luce. Date le incertezze non spiegate in questa ricostruzione, che è abbastanza vicino perché 'Oumuamua abbia avuto origine dal suo sistema planetario (se la stella ne ha uno). Però, la velocità relativa relativamente grande (circa 25 km/s) rende meno probabile che questa sia la casa di 'Oumuamua.

Il prossimo candidato, 292249, è simile al nostro Sole, era un po' meno vicino alla traiettoria dell'oggetto 3,8 milioni di anni fa, ma con una velocità relativa minore di 10 km/s. I due candidati aggiuntivi incontrarono 'Oumuamua 1,1 e 6,3 milioni di anni fa, rispettivamente, a velocità e distanze intermedie. Queste stelle sono state precedentemente catalogate da altri sondaggi, ma di loro si sa poco.

Ulteriori indicazioni

Sebbene questi quattro siano candidati plausibili, la pistola fumante è ancora mancante. Per espellere 'Oumuamua alle velocità osservate, il sistema domestico avrebbe dovuto presentare un pianeta gigante adatto che potesse fiondare 'Oumuamua nelle profondità dello spazio. Finora, nessun pianeta del genere è stato rilevato intorno a quelle stelle, ma poiché nessuna delle stelle è stata esaminata da vicino per i pianeti finora, che potrebbe cambiare in futuro.

Lo studio è anche limitato dal numero limitato di velocità radiali incluse nella seconda pubblicazione dei dati di Gaia. La terza uscita di Gaia, previsto per il 2021, dovrebbe fornire tali dati per un campione di stelle dieci volte più grande, che potrebbe portare all'identificazione di ulteriori candidati. Continua la ricerca della casa di 'Oumuamua. Lo studio qui presentato presenta candidati interessanti, ma non abbiamo ancora seguito fino in fondo il nostro visitatore interstellare fino a casa, ancora.

Il lavoro qui descritto è accettato per la pubblicazione nel Giornale Astrofisico come Bailer-Jones et al. 2018, "Stelle plausibili dell'oggetto interstellare 'Oumuamua trovate in GaiaDR2."