Il 19 ottobre, 2017, il primo oggetto interstellare mai rilevato ha sorvolato la Terra mentre si allontanava dal sistema solare. Meno di due anni dopo, è stato rilevato un secondo oggetto, una cometa interstellare facilmente identificabile designata come 2I/Borisov. La comparsa di questi due oggetti ha verificato precedenti lavori teorici che concludevano che gli oggetti interstellari (ISO) entrano regolarmente nel nostro sistema solare.

Da allora, la questione della frequenza con cui ciò accade è stata oggetto di numerose ricerche. Secondo un nuovo studio condotto dai ricercatori della Initiative for Interstellar Studies (i4is), circa sette ISO entrano nel nostro sistema solare ogni anno e seguono orbite prevedibili mentre sono qui. Questa ricerca potrebbe permetterci di inviare una navicella spaziale per incontrarsi con uno di questi oggetti nel prossimo futuro.

La ricerca che descrive questi risultati è stata condotta da più ricercatori di i4is, un'organizzazione senza scopo di lucro dedicata alla realizzazione del volo interstellare nel prossimo futuro. A loro si sono uniti i ricercatori del Florida Institute of Technology, Istituto di teoria e calcolo di Harvard (ITC), l'Università del Texas ad Austin, l'Università Tecnica di Monaco di Baviera, e l'Osservatorio di Parigi.

Lo studio di 'Oumuamua nell'ottobre del 2017 ha dato il via a una rivoluzione nell'astronomia e nello studio degli oggetti celesti. Non solo questo era un oggetto che si era formato in un altro sistema stellare, ma il suo arrivo e il suo rilevamento implicavano una vasta popolazione di tali oggetti. Il rilevamento di 2I/Borisov nel 2019 ha confermato ciò che molti astronomi già sospettavano:che le ISO entrino nel nostro sistema solare su base abbastanza regolare.

Oltre ad essere un fisico con l'i4is (e l'autore principale dello studio), Marshall Eubanks è il capo scienziato di Space Initiatives Inc. e CEO di Asteroid Initiatives LLC. Come ha detto a Universe Today via e-mail, la scoperta di "Oumuamua e 2I/Borisov è significativa in un modo che non può essere sottovalutato:

"[J] solo dimostrando che esistono, ha avuto un impatto profondo, creare un campo di studio quasi dal nulla (un campo che le autorità di finanziamento stanno appena iniziando a riconoscere). Gli oggetti interstellari ci offrono l'opportunità di studiare, e in futuro letteralmente toccare, exobody decenni prima delle prime missioni possibili anche alle stelle più vicine, come Proxima Centauri."

Ciò ha portato a molteplici proposte di missioni che potrebbero incontrarsi con futuri ISO che sono stati individuati passare attraverso il nostro sistema. Una di queste proposte era il Progetto Lyra, che i ricercatori dell'i4 hanno condiviso in uno studio del 2017 (con il supporto di Asteroid Initiatives LLC). C'è anche la missione Comet Interceptor dell'ESA, che hanno in programma di lanciare nel 2029 per incontrarsi con una cometa di lungo periodo.

"Abbiamo iniziato a lavorare su potenziali missioni su oggetti interstellari nel 2017, subito dopo la scoperta di "Oumuamua e inizialmente ci siamo concentrati piuttosto sull'inseguimento di quell'oggetto specifico, a differenza di Seligman e Laughlin, che si sono concentrati su ISO che potrebbero essere scoperti in futuro, " ha detto Eubanks. "La missione Comet Interceptor rientrerebbe in una categoria simile (build-and-wait)."

Dato che gli ISO si sono formati in un altro sistema stellare, l'opportunità di studiarli da vicino offrirebbe agli scienziati informazioni sulle condizioni che sono presenti lì. Infatti, lo studio delle ISO è la cosa migliore da fare per inviare sonde interstellari a sistemi stellari vicini. Certo, qualsiasi missione di questo tipo comporta molte sfide tecniche, per non parlare della necessità di un preavviso. Come ha spiegato Eubanks:

"Ci sono due tipi fondamentali di missioni qui:missioni pianifica e aspetta o lancia e aspetta, come il Comet Interceptor dell'ESA; e inseguire missioni, come sarebbe necessario per raggiungere 1I/"Oumuamua. È molto improbabile che le missioni di inseguimento siano in grado di incontrarsi con un ISO in ritirata, queste saranno quasi certamente limitate a sorvoli veloci. Missioni di rendezvous, missioni per abbinare velocità e orbita o atterrare l'ISO, avrà bisogno di un preavviso".

Illustrare, quando gli astronomi vennero a conoscenza per la prima volta di "Oumuamua, è stato solo dopo che l'oggetto aveva già fatto il suo più vicino avvicinamento al sole (passaggio al perielio) e ha fatto un passaggio vicino alla Terra. A causa di ciò, gli osservatori avevano solo 11 giorni per condurre osservazioni mentre usciva dal sistema solare ed era fuori dalla portata dei loro strumenti.

Nel caso di 2I/Borisov, l'astronomo dilettante e costruttore di telescopi Gennadiy Borisov lo ha avvistato il 30 agosto, 2019, circa tre mesi prima che raggiungesse il perielio (8 dicembre, 2019). Ma per le future missioni per incontrarsi con loro, è imperativo sapere il più possibile su quanto spesso arrivano gli ISO e quanto velocemente viaggiano quando lo fanno.

Per il loro studio, Eubanks ei suoi colleghi hanno cercato di porre vincoli migliori a queste due variabili. Per fare questo, they began by taking into account how an interstellar object's velocity is influenced by the local standard of rest (LSR) – the mean motion of stars, gas, and dust in the Milky Way in the vicinity of the sun:

"We assume that ISOs come from or are formed with stars and their planetary systems, and that after they are on their own they share the same galactic dynamics as stars do. We use the two known ISOs, 1I/"Oumuamua and 2I/Borisov, and the efficiency of past and current astronomical surveys to estimate the number of these objects in the galaxy, and stellar velocity estimates from the Gaia mission to estimate the velocity spread we should expect."

What they found was that in an average year, the solar system would be visited by up to seven ISOs that are asteroid-like. Nel frattempo, objects like 2I/Borisov (comets) would be rarer, appearing around once every 10 to 20 years. They further found that many of these objects would be moving at velocities greater that of "Oumuamua—which was moving at over 26 km/s before and after picking up a boost from the sun.

Knowing these parameters will help scientists prepare for possible rendezvous missions with ISOs, something which Eubanks and his colleagues covered in more detail in a previous study—"Interstellar Now! Missions to Explore Nearby Interstellar Objects." As Universe Today reported at the time of its release, the study addressed a wider range of potential ISOs and the feasibility of reaching them.

Intanto, this latest study provides basic information that will support the planning and implementation of these missions. In addition to Project Lyra and the ESA's Comet Interceptor, there are numerous proposals for spacecraft that could rendezvous with interstellar objects (or even make the interstellar journey themselves).

These include Project Dragonfly, a small spacecraft and laser sail that was the subject of a conceptual design study hosted by the Initiative for Interstellar Studies (i4iS) in 2013. Another is Breakthrough Starshot, a concept put forward by Yuri Milner and Breakthrough Initiatives that also calls for a tiny spacecraft to be sent to Alpha Centauri using a light sail and a powerful laser array.

This proposal has been articulated in recent years by Prof. Abraham Loeb and Prof. Manasvi Lingam. Whereas Leob is the founder of the ITC and Chair of the Starshot Advisory Committee, Lingham is a longtime researcher with the ITC and a co-author on the "Interstellar Now!" and this latest paper. In addition to going interstellar, these concepts have been proposed as a possible way of chasing objects that enter our solar system.

One way or another, we will be peeking at other star systems soon—and knowing how to intercept and study the objects they periodically kick our way is a good way to start.