Credito: Osservatorio europeo meridionale/M. Kornmesser/ NASA
Finora, conosciamo solo due oggetti interstellari (ISO) per visitare il nostro sistema solare. Sono 'Oumuamua e 2I/Borisov. C'è una terza possibile ISO denominata CNEOS 2014-01-08, e la ricerca suggerisce che dovrebbero essercene molti di più.
Ma una nuova lettera di ricerca mostra che l'erosione dei raggi cosmici limita la durata della vita delle ISO ghiacciate, e sebbene ce ne possano essere molti di più, semplicemente non durano quanto si pensava. Se è vero, poi "Oumuamua era probabilmente sostanzialmente più grande quando iniziò il suo viaggio, dovunque fosse.
Il titolo della lettera di ricerca è "Erosione di oggetti interstellari ghiacciati da parte dei raggi cosmici e implicazioni per 'Oumuamua". È disponibile sul sito di prestampa arxiv.org e non è stato ancora sottoposto a revisione paritaria. L'autore principale è Vo Hong Minh Phan dell'Università di Aquisgrana in Germania.
Il team di ricercatori ha esaminato quattro tipi di ghiaccio:azoto (N 2 ), monossido di carbonio (CO), anidride carbonica (CO 2 ), e metano (CH 4 ). Quindi hanno considerato i raggi cosmici nel mezzo interstellare (ISM) e il loro effetto di erosione sui ghiacci. Hanno anche considerato l'erosione che le collisioni tra gli ISO ghiacciati e il gas ambientale nell'ISM avrebbero sugli ISO.
La ricerca tiene conto di molte variabili. Il flusso di CR può variare ampiamente, e il tempo di erosione per una data ISO ghiacciata può variare in base alla forza dei raggi cosmici. Lo stesso vale per gli incontri con il gas nell'ISM. E anche i diversi tipi di ghiaccio si erodono a velocità diverse.
Questa figura dello studio mostra il tempo di erosione per vari tipi di ghiaccio. Il tempo in anni è indicato sull'asse verticale e il raggio dell'oggetto in metri è sull'orizzontale. La linea orizzontale nera è il tempo di viaggio suggerito da 'Oumuamua di 0,5 Gyr. Credito:Phan et al 2021
Ci sono molte cose che non sappiamo su 'Oumuamua. Infatti, non ne sappiamo quasi nulla. Non sappiamo di cosa sia fatto, abbiamo solo stime di intervallo per le sue dimensioni, e non sappiamo davvero da dove provenga. Ci sono poche prove per dimostrare molto su di esso in modo conclusivo.
Ma lo stesso, ci sono alcune possibilità intriganti.
Ricerche precedenti hanno suggerito che 'Oumuamua potrebbe essere un N 2 frammento di ghiaccio di un corpo simile a Plutone in un altro sistema solare. Questo scenario ha 'Oumuamua originato da qualche parte nel braccio di Perseo circa 0,5 Gyr fa. In quello scenario la dimensione iniziale di 'Oumuamua sarebbe stata compresa tra 10-50 km (6-31 mi). La dimensione effettiva all'interno di tale intervallo sarebbe determinata principalmente dalla forza dei raggi cosmici a cui è stata sottoposta.
I ricercatori hanno guardato in un altro modo, pure. Se i meccanismi di formazione per ISO differenti ci dice il raggio iniziale dell'oggetto, quindi possono impostare limiti di distanza per la sua origine in base alla velocità dell'oggetto. Maggiore è la velocità ISO, maggiore è l'effetto erosivo delle collisioni con il gas all'interno dell'ISM. E d'altra parte, più lentamente si muove un ISO, più tempo trascorre esposto ai raggi cosmici, il che significa che dovrebbe erodere più rapidamente.
Questo grafico della lettera di ricerca mostra la velocità di un oggetto in orizzontale e una distanza massima dal luogo di nascita in verticale per due diverse intensità dei raggi cosmici. L'intero grafico si riferisce a un oggetto con raggio di 10 km. La linea verticale verde indica una velocità dell'oggetto di 10 km/s che è paragonabile alla velocità di 'Oumuamua. Credito:Phan et al 2021
Questo tipo di ricerca è nelle fasi iniziali. Gli autori sottolineano che abbiamo bisogno di saperne di più sulla forza variabile dei raggi cosmici nella Via Lattea per fare ulteriori progressi. "È anche chiaro da questo esempio che uno studio più dettagliato del profilo spaziale dei CR galattici potrebbe aiutare a far luce sull'origine degli ISO che passano attraverso il sistema solare, " loro scrivono.
Conosciamo 'Oumuamua solo da quattro anni. Lo studio delle ISO è agli inizi. Con solo due ISO conosciuti finora, non ci sono molti dati concreti su cui andare avanti. Poiché nei prossimi anni saranno disponibili strutture di osservazione avanzate come l'Osservatorio Vera Rubin, siamo destinati a scoprirne sempre di più.
Auspicabilmente, li scopriremo a una distanza maggiore e avremo più tempo per studiarli. Si parla persino di una missione che può visitare un ISO mentre si fa strada attraverso il nostro sistema solare.
L'ESA sta pianificando la missione Comet Interceptor per il lancio nel 2029. L'Interceptor dovrebbe parcheggiare nel punto L2 sole-Terra e aspettare. Può stare lì per tre anni e aspettare che arrivi una cometa di lungo periodo raggiungibile. Quindi potrebbe essere inviato a studiare la cometa. Se non arriva una cometa adatta, si dice che l'Interceptor potrebbe essere usato per studiare un ISO se ne arriva uno adatto. E l'Iniziativa per gli studi interstellari ha avviato la sua potenziale missione ISO chiamata Project Lyra. Lyra è un'astronave che potrebbe essere inviata a visitare gli ISO con la fionda oltre Giove, o utilizzando sistemi avanzati come la propulsione nucleare.
Ma le missioni richiedono molto tempo per essere pianificate e implementate. E molto deve andare bene. Intanto, gli autori pensano che il modo migliore per espandere la nostra conoscenza sia accrescere la nostra comprensione della forza dei raggi cosmici in tutta la Via Lattea. Con quello, potremmo almeno costruire una migliore comprensione delle origini ISO. Chissà cosa impareremo?
I ricercatori concludono la loro lettera con quanto segue:"Sarebbe interessante incorporare una modellazione dettagliata della distribuzione CR nel disco galattico per impostare vincoli più rigorosi sul sito di nascita degli ISO noti e questo potrebbe aiutare a chiarire meglio la loro origine".
