Il 19 ottobre, 2017, il Panoramic Survey Telescope e il Rapid Response System-1 (Pan-STARRS-1) alle Hawaii hanno annunciato il primo rilevamento in assoluto di un oggetto interstellare, denominato 1I/2017 U1 (alias 'Oumuamua). Nei mesi successivi, sono state condotte più osservazioni di follow-up per saperne di più su questo visitatore, oltre a risolvere la disputa sul fatto che si trattasse di una cometa e di un asteroide.

Piuttosto che risolvere la controversia, ulteriori osservazioni hanno solo approfondito il mistero, anche dando origine a suggerimenti che potrebbe essere una vela solare extra-terrestre. Per questa ragione, gli scienziati sono molto interessati a trovare altri esempi di oggetti simili a 'Oumuamua. Secondo un recente studio di un team di astrofisici di Harvard, è possibile che gli oggetti interstellari entrino nel nostro sistema e finiscano per cadere nel nostro sole con una certa regolarità.

Lo studio, "Alzando il fuoco su 'Oumuamua, " recentemente apparso online ed è stato inviato per la pubblicazione al Lettere per riviste astrofisiche . Lo studio è stato condotto da John Forbes, ricercatore presso l'Istituto di teoria e calcolo (ITC) dell'Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, e dal prof. Abraham Loeb, direttore dell'ITC, il Frank B. Baird Jr. Prof. di Scienze e il Presidente del Dipartimento di Astronomia dell'Università di Harvard.

Ricapitolando, quando 'Oumuamua fu scoperto per la prima volta, l'oggetto si trovava a circa 0,25 AU dal sole e stava già uscendo dal sistema solare. In base alla sua traiettoria, si concluse che 'Oumuamua era di origine extrasolare, piuttosto che essere un oggetto di lungo periodo che ha avuto origine nella nuvola di Oort. Gli astronomi hanno anche notato che sembrava avere un'alta densità (indicativa di una composizione rocciosa e metallica) e che ruotava rapidamente.

Ciò ha dato origine alla teoria che invece di essere una cometa interstellare, 'Oumuamua era in realtà un asteroide interstellare. Ciò era coerente con il fatto che non subiva alcun degassamento o formava una coda quando si avvicinava maggiormente al sole. Però, quando 'Oumuamua iniziò a uscire dal sistema solare, un altro gruppo di ricerca ha notato che ha registrato un aumento della velocità.

Questo strano comportamento ha portato ancora una volta gli scienziati a ipotizzare che 'Oumuamua potrebbe essere una cometa, poiché il degassamento dovuto al riscaldamento solare spiegherebbe il suo improvviso cambiamento di velocità. Sfortunatamente, tra il fatto che l'oggetto non ha subito alcun degassamento vicino al sole, o sperimentato una rapida evoluzione nella sua rotazione (che accompagna l'improvviso rilascio di materiale), gli scienziati erano ancora una volta perplessi.

Come notato, questo ha dato origine all'idea che 'Oumuamua potrebbe in effetti essere una vela leggera, che è stato originariamente proposto in un altro studio dal Prof. Loeb e Shmuel Bialy (una ricerca postdoc con l'ITC). Fondamentalmente, una vela leggera è una forma di veicolo spaziale che si basa sulla pressione delle radiazioni per generare propulsione, il che spiegherebbe perché l'oggetto accelera quando si allontana dal sole.

Indipendentemente dalla sua vera natura, il fatto che 'Oumuamua abbia sfidato le classificazioni ne ha fatto oggetto di grande interesse. Come ha detto il Prof. Loeb a Universe Today:

"La scoperta di 'Oumuamua ci permette di calibrare l'abbondanza di oggetti interstellari delle sue dimensioni, in base al tempo di rilevamento e alla sensibilità dei telescopi Pan STARRS. Dovrebbe essere circa un quadrilione (10 ¹⁵ ) tali oggetti per stella nella Via Lattea. Una piccola parte di questi oggetti passa vicino a Giove e lo calcia abbastanza da rimanere intrappolata nel Sistema".

In uno studio precedente, Il prof. Loeb e Manasvi Lingam (un ricercatore postdoc con l'ITC) hanno calcolato che il sistema solare ospita circa 6, 000 oggetti interstellari intrappolati. In uno studio di follow-up, Loeb e Amir Siraj hanno identificato quattro candidati per un possibile studio e hanno indicato che molti altri saranno probabilmente trovati con il Large Synoptic Survey Telescope (LSST), che potrebbe anche essere studiato da una missione robotica nel prossimo futuro.

"Questo è un modo per conoscere la struttura e la composizione di 'oggetti interstellari simili a Oumuamua, " ha detto Loeb. "Nel nostro nuovo articolo abbiamo proposto invece di studiare il vapore prodotto quando tali oggetti passano vicino al sole e vengono evaporati dall'intenso calore solare. Abbiamo calcolato la probabilità che ciò accada, tenendo presente che 'Oumuamua non ha mostrato alcun segno di coda cometaria o gas a base di carbonio poiché non è passato abbastanza vicino al sole".

Questa proposta si baserebbe sulla tradizione consolidata di esaminare gli spettri delle comete mentre passano vicino al sole per saperne di più sulle loro origini. Determinando i tassi di produzione di acqua, carbonio biatomico (C ₂ ), cianuro (CN), e radicali amminici (NH ₂₎ – così come le proprietà dinamiche della cometa – gli scienziati sono in grado di determinare in quale parte del disco protoplanetario è probabile che si sia formata la cometa.

Applicandolo ai corpi del sistema solare, Forbes e Loeb hanno cercato di limitare la frequenza con cui i visitatori interstellari passano vicino al nostro sole. Ciò consisteva nell'utilizzare l'orbita nota di 'Oumumua e il metodo Monte Carlo (dove viene utilizzato il campionamento casuale per ottenere valori numerici) per determinare la distribuzione prevista delle orbite degli oggetti interstellari nelle vicinanze del sole.

Da questa, sono stati in grado di ottenere stime su quanto spesso gli oggetti si scontrano con il nostro sole, e quanti di questi potrebbero essere di origine interstellare. Come ha detto Loeb:

"Abbiamo scoperto che tali oggetti si scontrano con il sole una volta ogni 30 anni, mentre circa 2 passano all'interno dell'orbita di Mercurio ogni anno. Abbiamo identificato gli orientamenti preferiti per le orbite degli oggetti interstellari e abbiamo concluso che almeno uno degli oggetti conosciuti del sistema solare è di origine extrasolare".

Forbes e Loeb hanno anche identificato i probabili orientamenti orbitali che gli oggetti extrasolari avrebbero nel nostro sistema solare, utilizzando i dati dell'International Celestial Reference System (ICRS). Come nel precedente studio condotto da Loeb e Lingam, hanno anche identificato alcuni oggetti conosciuti nel sistema solare che hanno questi orientamenti.

Questi sono stati estratti dal database JPL Small-Body della NASA, la maggior parte delle quali appartengono al gruppo Kreutz, una famiglia di comete radenti che hanno orbite che le portano estremamente vicine al sole al perielio. Di questi, Forbes e Loeb ne identificano alcuni che potrebbero essere di origine interstellare in base all'inclinazione delle loro orbite.

"Nel futuro, è probabile che molti altri oggetti interstellari vengano scoperti da LSST, " ha detto Loeb. "Un altro telescopio con il potenziale per scoprire comete radenti il ​​sole è il prossimo Daniel K. Inoue Solar Telescope (DKIST), che si trova proprio accanto all'osservatorio Pan STARRS sul Monte Haleakala alle Hawaii. DKIST osserverà il sole ad alta risoluzione spaziale e temporale, ed è dotato di più spettropolarimetri. Le capacità di DKIST di studiare le comete radenti al sole potrebbero essere limitate dalla mancanza di un coronografo per bloccare la luce solare, ma la sua sensibilità e risoluzione senza precedenti potrebbero portare a scoperte interessanti".

Questo ultimo studio potrebbe aiutare a informare i futuri studi sugli oggetti interstellari, che potrebbe rivelare che tipo di condizioni sono presenti nei sistemi extrasolari senza dover inviare missioni robotiche per studiarli direttamente. Supponendo che alcuni di questi oggetti siano di natura artificiale, potrebbero anche risolvere il paradosso di Fermi.

Dalla scoperta di 'Oumuamua (e a causa della nostra incapacità di risolvere la questione della sua vera natura), gli scienziati sono stati ansiosi di trovare un altro oggetto interstellare nel nostro sistema solare per lo studio. Sapendo che ce ne sono già alcuni là fuori, e che potrebbe essere studiato molto presto, è una prospettiva entusiasmante. In entrambi i casi, dobbiamo imparare molto su questo universo che abitiamo.