1I/2017 U1 (`Oumuamua). Pierwszy taki zaobserwowany gość z przestrzeni międzygwiezdnej

Dawno, dawno temu, w odległej galaktyce... No, właściwie nie tak znowu odległej - bo wciąż mowa o naszej Drodze Mlecznej, ale dawno to i owszem - bo mowa o konieczności cofnięcia się o setki tysięcy bądź i milionów lat by powrócić do początków tego obiektu. Za nami jedno z najbardziej intrygujących odkryć astronomicznych nie tylko tego roku, ale w ogóle w całej historii obserwacji nieba. Po początkowym mętliku informacyjnym i często zmieniających się komunikatach pora na pierwsze podsumowanie dotychczasowych wyników obserwacji i hipotez, oraz sprawdzenie co się okazało prawdą, a co kolejne pomiary szybko zweryfikowały.

Animacja wędrówki 1/2017 U1 ('Oumuamua) podczas przejścia przez Układ Słoneczny. Credits: ESO

Za nami pierwsze w historii odkrycie planetoidy przybywającej nie z Układu Słonecznego lecz już z przestrzeni międzygwiezdnej. 19 października umieszczony na Hawajach teleskop Pan-STARRS 1 odkrył słaby o jasności około 20 mag. punkt światła przesuwający się na tle gwiazd. Początkowo wyglądał jak typowa szybko poruszająca się planetoida niewielkiej wielkości, jednak kolejne obserwacje, które zostały wykonane w kilku następnych dniach pozwoliły na dokładniejsze obliczenie orbity, a te wprowadziły astronomów w zdumienie.

Wizja artystyczna 1I/2017 U1 ('Oumuamua) na podstawie zdobytych dotąd wyników z jej obserwacji. Dane uzyskane przez należący do ESO teleskop VLT w Chile i innych obserwatoriach na świecie wskazują, że obiekt musiał podróżować nawet miliony lat zanim miał szansę wejść w nasz Układ Słoneczny. Credits: ESO/M. Kornmesser

Wizja artystyczna - porównanie rozmiarów 1I/2017 U1 ('Oumuamua) z Międzynarodową Stacją Kosmiczną. Credits: ESO/M. Kornmesser

Na podstawie wyników okazało się bowiem, że ciało to nie pochodzi z wewnętrznych obszarów naszego Układu Słonecznego tak jak wszystkie zaobserwowane dotąd komety czy asteroidy, ale przybyło do nas z przestrzeni międzygwiezdnej. Paraboliczna orbita obiektu okazała się mieć tak znaczącą inklinację, że zmierzając ku naszemu Układowi planetoida nadciągała niemal prostopadle do jego płaszczyzny. Początkowo sklasyfikowana jako kometa, nie wykazała w późniejszych obserwacjach jakiejkolwiek aktywności kometarnej, zwłaszcza podczas przejścia przez peryhelium, kiedy to znalazła się zaledwie 0,25 a.u. od Słońca. Obiekt został zatem przeklasyfikowany na międzygwiezdną asteroidę i nazwany 1I/2017 U1 ('Oumuamua) - z hawajskiego - "wędrowiec, który przybył do nas z odległej przeszłości". Aktualnie 1I/2017 U1 będąc już około dwa miesiące po peryhelium znacząco się od nas oddaliła i powraca z powrotem do międzygwiezdnej przestrzeni, skąd przybyła.

Ostatnie tygodnie nie przyniosły mniej zaskoczeń. Należący do Europejskiego Obserwatorium Południowego ESO Bardzo Duży Teleskop (VLT) został zaangażowany w obserwacje celem dalszych pomiarów orbity, jasności i barwy obiektu, których dokładność była nieporównywalnie wyższa od tej, jaką mogłyby zapewnić jakiekolwiek mniejsze naziemne teleskopy. Prędkość początkowo była niezbadana. "Wędrowiec" gwałtownie gasł oddalając się od Słońca będąc już poza orbitą Ziemi na swojej drodze do opuszczenia Układu Słonecznego.

Zdjęcie nieba z zarejestrowaną planetoidą 'Oumuamua w centrum kadru (zaznaczona niebieskim okręgiem). Wielokrotne przesunięcia gwiazd są wywołane ustawieniem teleskopu na śledzenie planetoidy zmieniającej swe położenie na tle gwiazd i utrzymywanie jej w centrum pola widzenia. Zdjęcie powstało przez połączenie wielu kadrów z VLT i Gemini South Telescope. Credits: ESO/K. Meech

Diagram pokazujący orbitę "międzygwiezdnego wędrowca" podczas przejścia przez Układ Słoneczny. W przeciwieństwie do wszystkich zaobserwowanych dotąd komet i planetoid, 'Oumuamua nie była i nie jest związany grawitacyjnie ze Słońcem. Nadciągnął z przestrzeni międzygwiezdnej i już do niej powraca po szybkim i krótkim spotkaniu z naszym gwiezdnym systemem. Widoczna znaczna inklinacja parabolicznej orbity będącej niemal prostopadłej do płaszczyzny Układu Słonecznego. Obiekt najprawdopodobniej nie zbliżył po swojej drodze do innych ciał Układu Słonecznego. ESO/K. Meech

Krzywa jasności planetoidy 1I/2017 U1 ('Oumuamua) pomiędzy 25 a 28 października 2017 r. Widoczny duży, dziesięciokrotny (2,5 magnitudo) zakres zmian blasku. Takie dramatyczne wahania w tak krótkim czasie wynikają z niespotykanie wydłużonego kształtu tego unikalnego obiektu, który obraca się co 7,3 godziny. Każda barwa zaznaczonych kropek obrazuje pomiary uzyskane z wykorzystaniem różnych filtrów, pokrywając światło widzialne i bliską podczerwień. Linia przerywana obrazuje prognozowaną jasność przy założeniu, że 'Oumuamua byłaby elipsoidą o proporcjach 1:10 - widoczna wysoka zbieżność uzyskanych wyników z tym założeniem. Pewne odchylenia od tej linii są prawdopodobnie spowodowane nieregularnościami w kształcie obiektu lub jego albedo. Credits: ESO/K. Meech

Przyszło więcej nieoczekiwanych zwrotów akcji. Za sprawą połączenia obrazów uzyskanych z VLT w czterech różnych filtrach z innymi dostępnymi teleskopami, zespół astronomów pod kierownictwem Karen Meech stwierdził, że "'Oumuamua wykazuje się dramatycznymi wręcz zmianami swojej jasności, z powodu obracania się wzdłuż własnej osi co 7,3 godziny". Różnice w każdym takim przedziale czasowym sięgały aż 2,5 mag. zmieniając jasność obiektu z około 22 do 25 mag. Niezwykle duża zmienność wynika z kształtu - obiekt musi być bardzo mocno wydłużony: jego długość jest około dziesięć razy większa od szerokości, do czego dochodzą inne liczne nieregularności. Astronomowie stwierdzili także, że obiekt cechuje się ciemnoczerwoną barwą podobną do obiektów w zewnętrznym Układzie Słonecznym oraz, że jest całkowicie nieaktywny bez choćby śladowej ilości pyłu wokół niego - co na ten moment wyklucza kometarną naturę tego ciała.

Takie wartości sugerują, że 'Oumuamua jest bardzo gęstym, prawdopodobnie skalistym bądź w znacznej mierze zbudowanym z metalu obiektem, na którym dodatkowo brak znaczących ilości wody lub lodu; jego powierzchnia obecnie jest ciemna i zaczerwieniona w efekcie radiacji promieniowaniem kosmicznym oddziałującym na niego przez miliony lat. Nowe szacunki wbrew pierwszym przypuszczeniom mówią nie o 180 metrowej długości obiektu i stosunku długości 1:6 jak zakładano na początku, ale już ponad 400 metrowej długości i stosunku rozmiarów 1:10.

Początkowo obliczenia orbitalne wskazywały, że 'Oumuamua nadciągnął z kierunku okolic położonej 25 lat świetlnych od nas Wegi, stanowiącej najjaśniejszą gwiazdę Lutni, piątą co do jasności na całym niebie, którą z półkuli północnej możemy obserwować przez wszystkie miesiące roku. Jednakże w ostatnim czasie przyszło kolejne zaskoczenie - 1I/2017 U1 musi pochodzić od innej, znacznie bardziej oddalonej gwiazdy. Znając dystans do Wegi i wiedząc już, że asteroida sunie po swojej orbicie z zawrotną prędkością rzędu 95 000 km/godz., 300 000 lat temu Wega położona była w zupełnie innym miejscu, a tyle wynosiłby czas, w którym 'Oumuamua mknąłby do nas od tej gwiazdy.

Astronomowie od dawna szacowali, że międzygwiezdne planetoidy podobne do 'Oumuamua muszą przechodzić przez nasz Układ Słoneczny mniej więcej raz do roku, jednakże są one tak słabe i trudne do zarejestrowania, że zazwyczaj pozostają niewykryte. Dopiero od niedawna działające teleskopy jak wspomniany Pan-STARRS są na tyle silne, że mają szansę dokonywać takich odkryć i przed miesiącem właśnie pierwszego takiego odkrycia dokonały. Skoro teraz wszyscy już wiemy, że można - pozostaje pytanie - kiedy przyjdzie pora na kolejne takie odkrycie.

Trudno się nie zgodzić, że uzyskane wyniki obserwacji i wizualizacje stworzone na ich podstawie wywołują piorunujące wrażenie. Chciałoby się lepiej poznać to wielkie kosmiczne cygaro. Niepostrzeżenie wtargnęło w nasz Układ Słoneczny, po spotkaniu ze Słońcem zaczęło powracać w zakątki, z których przybyło i dopiero miesiąc po tym peryhelium stało się odkryte. Tak wyjątkowy okaz, wręcz unikalny na skalę dotychczasowych obserwacji astronomicznych, który aż się prosi o dokładniejsze obserwacje, a który jednocześnie dał się nam pokazać dopiero wówczas, gdy nasze zakamarki kosmosu już opuszczał. Niczym w "2001: Odysei kosmicznej" Artura C. Clarka naukowcy stojący przez mogącym być wszystkim, niepoznanym i nie dającym się zbadać Monolitem, tak i dziś - astronomowie i my pasjonaci, możemy z zadumą, zaciekawieniem i wyobraźnią pracującą na pełnych obrotach, wpatrywać się w wizje artystyczne tego międzygwiezdnego wędrowca, mając niestety świadomość, że przez następujące już jego ciągłe oddalanie się od naszego kosmicznego podwórka wiele lepiej poznać już się go nie da. Choć 1I/2017 U1 od wrześniowego peryhelium opuszcza Układ Słoneczny, jest pewne, że w kolejnych tygodniach wciąż będzie on obiektem zainteresowania astronomów, którzy być może dostarczą nam nowych intrygujących wieści - jeśli tak się stanie, wpis zostanie uzupełniony o stosowną aktualizację.

Oprac. własne w oparciu o materiały ESO i Nature.

Bądź na bieżąco ze zjawiskami astronomicznymi i zapleczem amatora astronomii - dołącz do stałych czytelników bloga na Facebooku lub GooglePlus.