1I/Οουμουαμούα

Το 1I/Οουμουαμούα [1I/Oumuamua αναφερόμενο και ως 1I/2017 U1, 1I/2017 U1 (ʻOumuamua) ή απλά ως Οουμουαμούα και πιο πριν με τα διακριτικά C/2017 U1 (PanSTARRS) και A/2017 U1] είναι ουράνιο σώμα που θεωρείται, με βάση την εκκεντρότητα της τροχιάς του, ότι προέρχεται από έξω από το Ηλιακό Σύστημα. Είναι το πρώτο αντικείμενο που επιβεβαιώθηκε ότι έχει εξωηλιακή προέλευση. Το Οουμουαμούα εντοπίστηκε από τον Ρόμπερτ Γουέρικ στις 19 Οκτωβρίου 2017, μετά από παρατηρήσεις με το τηλεσκόπιο Pan-STARRS 1 στη Χαβάη, καθώς περνούσε από το ηλιακό μας σύστημα. Είχε αρχίσει ήδη να απομακρύνεται από τον Ήλιο τη στιγμή της ανακάλυψης.

Το Οουμουαμούα είναι ένα μικρό αντικείμενο που εκτιμάται ότι έχει μήκος μεταξύ 100 και 1.000 μέτρων, με το πλάτος και το πάχος του να εκτιμάται ότι κυμαίνεται μεταξύ 35 και 167 μέτρων. Έχει κόκκινο χρώμα, παρόμοιο με τα αντικείμενα στο εξωτερικό Ηλιακό Σύστημα. Παρά την κοντινή του προσέγγιση στον Ήλιο, ο Οουμουαμούα δεν έδειξε σημάδια ότι είχε κώμη. Έχει επιδείξει μη βαρυτική επιτάχυνση, πιθανώς λόγω εκροής αερίων ή ώθησης από την πίεση της ηλιακής ακτινοβολίας. Το 2021 παρουσιάστηκε η θεωρεία ότι είναι ένα κομμάτι πάγου αζώτου, με παρόμοια σύσταση με τον Πλουτώνα. 

Ένα επιπλέον εξωηλιακό αντικείμενο ανακαλύφθηκε το 2019 και ονομάστηκε 2I/Μπορίσοφ.

Ονοματολογία
Το όνομα Oumuamua προέρχεται από τη λέξη της γλώσσας της Χαβάης ʻou.mua.mua.  Το όνομα καθορίστηκε από την Pan-STARRS  σε συνεννόηση με τους Ka‘iu Kimura και Larry Kimura του Πανεπιστημίου της Χαβάης στο Χίλο .

Τροχιά 
Η υψηλή εκκεντρότητα του Οουμουαμούα δείχνει ότι δεν επηρεάστηκε ποτέ από τη βαρύτητα του Ηλιακού Συστήματος και ότι προήλθε από το διαστρικό διάστημα με υψηλή ταχύτητα εισόδου.  Επί τη βάσει παρατηρήσεων 29 ημερών, η εκκεντρότητα της τροχιάς του Οουμουαμούα είναι 1,20, η μεγαλύτερη που είχε παρατηρηθεί στο ηλιακό σύστημα μέχρι εκείνη τη στιγμή. Το προηγούμενο ρεκόρ ήταν για τον κομήτη C/1980 E1, που είχε εκκεντρότητα κατά την έξοδο από το Ηλιακό Σύστημα περίπου 1,057, την οποία όμως απέκτησε έπειτα από κοντινή προσέγγιση στον Δία (η εκκεντρότητα κατά την είσοδο ήταν μικρότερη του 1).

Παρατηρήσεις
Οι παρατηρήσεις και τα συμπεράσματα σχετικά με την τροχιά του Οουμουαμούα προέκυψαν κυρίως από το τηλεσκόπιο Pan-STARRS1. και το Τηλεσκόπιο Καναδά-Γαλλίας-Χαβάης. Οι παρατηρήσεις για τη σύσταση και το σχήμα προέκυψαν από το Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο, το Τηλεσκόπιο Gemini στη Χιλή  και το τηλεσκόπιο Κeck II  στη Χαβάη.  Οι παρατηρήσεις συγκεντρώθηκαν από τον Karen J. Meech, τον Ρόμπερτ Γουέρικ και συναδέλφους τους, και δημοσιεύθηκαν στις 20 Νοεμβρίου 2017 στο Nature.

Το Οουμουαμούα είναι μικρό και όχι πολύ φωτεινό. Δεν φάνηκε σε παρατηρήσεις από το STEREO HI-1A κοντά στο περιήλιο του στις 9 Σεπτεμβρίου 2017, περιορίζοντας τη φωτεινότητά του σε περίπου 13,5. Μέχρι τα τέλη Οκτωβρίου, το Οουμουαμούα είχε ήδη ξεθωριάσει σε περίπου εμφανές μέγεθος 23, και στα μέσα Δεκεμβρίου 2017, είχε γίνει πολύ αχνό και κινούνταν πολύ γρήγορα για να μελετηθεί ακόμη και από τα μεγαλύτερα επίγεια τηλεσκόπια. Το Οουμουαμούα έχει κοκκινωπή απόχρωση και ασταθή φωτεινότητα, τα οποία είναι χαρακτηριστικά των αστεροειδών. Το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Σπίτζερ παρατήρησε το αντικείμενο και έθεσε στενά όρια για την εξάχνωση μορίων με βάση τον άνθρακα και έδειξε ότι το Οουμουαμούα έχει τουλάχιστον δέκα φορές μεγαλύτερη ανακλαστικότητα απ' ότι ένας τυπικός κομήτης. Το ραδιοτηλεσκόπιο του Ινστιτούτου SETI εξέτασε το Ομουαμούα, αλλά δεν εντόπισε ασυνήθιστες ραδιοεκπομπές.

Στις 27 Ιουνίου 2018, οι αστρονόμοι ανέφεραν μια μη βαρυτική επιτάχυνση στην τροχιά του Οουμουαμούα, δυνητικά συμβατή με μια ώθηση από την πίεση της ηλιακής ακτινοβολίας. Η προκύπτουσα αλλαγή στην ταχύτητα κατά την περίοδο που πλησίαζε την πλησιέστερη προσέγγισή του στον ήλιο αθροίστηκε σε περίπου 17 μέτρα ανά δευτερόλεπτο. Οι αρχικές εικασίες ως προς την αιτία αυτής της επιτάχυνσης έδειχναν την εξάχνωση αερίου με τρόπο παρόμοιο με ένα κομήτη, όπου οι πτητικές ουσίες μέσα στο αντικείμενο εξατμίζονται καθώς ο Ήλιος θερμαίνει την επιφάνειά του. Παρόλο που δεν παρατηρήθηκε τέτοια ουρά αερίων μετά το αντικείμενο, οι ερευνητές εκτίμησαν ότι αρκετή εξάχνωση μπορεί να αύξησε την ταχύτητα του αντικειμένου χωρίς τα αέρια να είναι ανιχνεύσιμα. Μια κριτική επανεκτίμηση της υπόθεσης της εξάτμισης υποστήριξε ότι, αντί για την παρατηρούμενη σταθερότητα της περιστροφής του Οουμουαμούα, η εξάχνωση θα είχε προκαλέσει την ταχεία αλλαγή της περιστροφής του λόγω του επιμήκους σχήματός του, με αποτέλεσμα το αντικείμενο να γίνει κομμάτια.

Ενδείξεις για την προέλευση 
Το Οουμουαμούα φαίνεται να προέρχεται περίπου από την κατεύθυνση του Βέγα, στον αστερισμό Λύρα. Τον Σεπτέμβριο του 2018, οι αστρονόμοι περιέγραψαν διάφορα πιθανά αστρικά συστήματα από τα οποία μπορεί να προήλθε το Οουμουαμούα.

Είναι άγνωστο πόσο καιρό το αντικείμενο ταξιδεύει ανάμεσα στα αστέρια. Το Ηλιακό Σύστημα είναι πιθανότατα το πρώτο πλανητικό σύστημα που το Οουμουαμούα έχει συναντήσει από κοντά από τότε που εκτινάχθηκε από το αστρικό σύστημα όπου δημιουργήθηκε, πιθανώς αρκετά δισεκατομμύρια χρόνια πριν. Εικάζεται ότι το αντικείμενο μπορεί να έχει εκτοξευθεί από ένα αστρικό σύστημα σε μια από τις τοπικές ομάδες νεαρών άστρων (συγκεκριμένα, της Τρόπιδος ή της Περιστεράς) σε μια περιοχή περίπου 100 παρσέκ μακριά, περίπου 45 εκατομμύρια χρόνια πριν. Οι ομάδες Τρόπιδος και Περιστεράς βρίσκονται τώρα πολύ μακριά στον ουρανό από τον αστερισμό της Λύρας, την κατεύθυνση από την οποία προήλθε το Οουμουαμούα όταν εισήλθε στο Ηλιακό Σύστημα. Άλλοι έχουν υποθέσει ότι εκτοξεύτηκε από ένα σύστημα λευκού νάνου και ότι τα πτητικά του χάθηκαν όταν το μητρικό του αστέρι έγινε ερυθρός γίγαντας. Πριν από περίπου 1,3 εκατομμύρια χρόνια, το αντικείμενο μπορεί να έχει περάσει σε απόσταση 0,16 παρσέκ (0,52 έτη φωτός) από το κοντινό αστέρι TYC 4742-1027-1, αλλά η ταχύτητά του είναι πολύ υψηλή για να έχει προέλθει από αυτό το αστρικό σύστημα και πιθανώς μόλις πέρασε μέσα από το νέφος του Όορτ του συστήματος με σχετική ταχύτητα περίπου 15 km/s (54.000 km/h). Μια πιο πρόσφατη μελέτη (Αύγουστος 2018) που χρησιμοποιεί την Έκδοση Δεδομένων Gaia 2 επικεντρώθηκε στις πιθανές προηγούμενες κοντινές συναντήσεις και έχει εντοπίσει τέσσερα αστέρια από τα οποία πέρασε το Οουμουαμούα σχετικά κοντά και με μέτρια χαμηλές ταχύτητες τα τελευταία εκατομμύρια χρόνια. Αυτή η μελέτη προσδιορίζει επίσης μελλοντικές στενές συναντήσεις του Οουμουαμούα στην εξερχόμενη τροχιά του από το ηλιακό σύστημα.

Τον Απρίλιο του 2020, οι αστρονόμοι παρουσίασαν ένα νέο πιθανό σενάριο για την προέλευση του αντικειμένου. Σύμφωνα με μια υπόθεση, το Οουμουαμούα θα μπορούσε να είναι ένα θραύσμα από έναν παλιρροϊκά διαταραγμένο πλανήτη. Ωστόσο, αυτό το σενάριο οδηγεί σε αντικείμενα σε σχήμα πούρου, ενώ «η καμπύλη φωτός του Οουμουαμούα υπονοεί σχήμα που μοιάζει με δίσκο.

Εμφάνιση, σχήμα και σύσταση 

Τα φάσματα από το τηλεσκόπιο Χέιλ στις 25 Οκτωβρίου έδειξαν ότι έχει κόκκινο χρώμα που έμοιαζε με πυρήνες κομήτη ή με τρωικούς αστεροειδείς. Τα υψηλότερα φάσματα σήματος προς θόρυβο που καταγράφηκαν από το τηλεσκόπιο Γουίλιαμ Χέρσελ διαμέτρου 4,2 μέτρων αργότερα εκείνη την ημέρα και έδειξαν ότι το αντικείμενο ήταν χωρίς χαρακτηριστικά και με κόκκινο χρώμα σαν αντικείμενα της ζώνης Κάουπερ. Τα φάσματα που ελήφθησαν με το Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο την επόμενη νύχτα έδειξαν ότι η είχε παρόμοια χαρακτηριστικά σε μήκη κύματος κοντά στο υπέρυθρο. Το φάσμα του είναι παρόμοιο με αυτό των αστεροειδών τύπου D.

Το Οουμουαμούα δεν περιστρέφεται γύρω από τον κύριο άξονά του και η κίνησή του μπορεί να είναι μια μορφή ανατροπής. Αυτό εξηγεί τις διαφορετικές περιόδους περιστροφής που δημοσιεύτηκαν, όπως 8,10 ώρες (±0,42 ώρες ή ±0,02 ώρες) από τους Bannister et al. and Bolin et al. με πλάτος καμπύλης φωτός 1,5–2,1 μεγέθη, ενώ οι Meech et al. ανέφερε μια περίοδο περιστροφής 7,3 ωρών και πλάτος καμπύλης φωτός 2,5 μεγεθών. Πιθανόν αυτή η παράδοξη κίνηση να είναι αποτέλεσμα σύγκρουσης στο αστικό σύστημα προέλευσης καθώς για να εξασθενήσει το απαιτούμενο χρονικό διάστημα είναι πολύ μεγάλο, τουλάχιστον ένα δισεκατομμύριο χρόνια.

Οι μεγάλες διακυμάνσεις της καμπύλης φωτός υποδεικνύουν ότι το Οουμουαμούα μπορεί να είναι οτιδήποτε από ένα εξαιρετικά επιμήκη αντικείμενο που μοιάζει με πούρο, συγκρίσιμο ή μεγαλύτερο από τα πιο επιμήκη αντικείμενα του Ηλιακού Συστήματος, έως ένα εξαιρετικά επίπεδο αντικείμενο, μια τηγανίτα ή επιπεδωμένο σφαιροειδές. Ωστόσο, το μέγεθος και το σχήμα δεν έχουν παρατηρηθεί άμεσα καθώς το Οουμουαμούα δεν φαινόταν ως κάτι μεγαλύτερο από μια σημειακή πηγή φωτός ακόμη και από τα πιο ισχυρά τηλεσκόπια. Ούτε η λευκαύγεια ούτε το τριαξονικό ελλειψοειδές σχήμα του είναι γνωστά. Αν έχει σχήμα πούρου, η αναλογία μακρύτερου προς βραχύτερο άξονα θα μπορούσε να είναι 5:1 ή μεγαλύτερη. Υποθέτοντας λευκαύγεια 10% (ελαφρώς υψηλότερη από την τυπική για τους αστεροειδείς τύπου D) και μια αναλογία 6:1, το Οουμουαμούα έχει διαστάσεις περίπου 100 m–1.000 m × 35 m–167 m × 35 m–167 m με μέση διάμετρο περίπου 110 μέτρα.

Μια δημοσίευση του 2019 θεωρεί ως τα καλύτερα μοντέλα είτε το σχήμα πούρου, αναλογία διαστάσεων 1:8, είτε το σχήμα δίσκου, αναλογία διαστάσεων 1:6, με τον δίσκο πιο πιθανό, καθώς η περιστροφή του δεν απαιτεί συγκεκριμένο προσανατολισμό για το εύρος φωτεινότητας που παρατηρήθηκε. Οι προσομοιώσεις Μόντε Κάρλο που βασίζονται στον διαθέσιμο προσδιορισμό τροχιάς υποδηλώνουν ότι η ισημερινή λοξότητα του Οουμουαμούα θα μπορούσε να είναι περίπου 93 μοίρες, εάν έχει πολύ πλάγιο ή σε σχήμα πούρου, ή κοντά στις 16 μοίρες, εάν είναι πολύ λοξό ή σαν δίσκος. Μια εργασία του 2021 διαπίστωσε ότι το ακραίο σχήμα ήταν πιθανότατα αποτέλεσμα πρόσφατης εξάχνωσης και ότι όταν το αντικείμενο εισήλθε στο Ηλιακό Σύστημα πιθανότατα είχε μια ασυνήθιστη αναλογία διαστάσεων 2:1. Οι συγγραφείς υπολόγισαν ότι ένα μήνα μετά το περιήλιο το Οουμουαμούα είχε χάσει το 92% της μάζας που είχε κατά την είσοδό του στο Ηλιακό Σύστημα.

Οι παρατηρήσεις της καμπύλης φωτός υποδηλώνουν ότι το αντικείμενο μπορεί να αποτελείται από πυκνό πέτρωμα πλούσιο σε μέταλλα που έχει κοκκινίσει από εκατομμύρια χρόνια έκθεσης στις κοσμικές ακτίνες. Θεωρείται ότι η επιφάνειά του περιέχει θολίνες, οι οποίες είναι ακτινοβολημένες οργανικές ενώσεις που είναι πιο κοινές σε αντικείμενα στο εξωτερικό Ηλιακό Σύστημα και μπορούν να βοηθήσουν στον προσδιορισμό της ηλικίας της επιφάνειας. Αυτή η πιθανότητα συνάγεται από τον φασματοσκοπικό χαρακτηρισμό και το κοκκινωπό του χρώμα και από τις αναμενόμενες επιπτώσεις της διαστρικής ακτινοβολίας. Παρά την μη παρατήρηση κόμης όταν πλησίασε τον Ήλιο, μπορεί να εξακολουθεί να περιέχει πάγο εσωτερικά, κρυμμένο από «έναν μονωτικό μανδύα που παράγεται από μακροχρόνια έκθεση σε κοσμικές ακτίνες».

Υποθέσεις προέλευσης 
Η εξάτμιση του πάγου αζώτου (N2) θα μπορούσε να εξηγήσει γιατί δεν ανιχνεύτηκε εξάχνωση αερίων. Ένα κομμάτι πάγου αζώτου στο μέγεθος του Οουμουαμούα θα μπορούσε να επιβιώσει για 500 εκατομμύρια χρόνια στο διαστρικό μέσο και θα αντανακλούσε τα δύο τρίτα του φωτός του Ήλιου. Αυτή η εξήγηση υποστηρίχθηκε περαιτέρω τον Μάρτιο του 2021, όταν οι επιστήμονες παρουσίασαν μια θεωρία βασισμένη στον πάγο αζώτου και κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι το Οουμουαμούα μπορεί να είναι ένα κομμάτι εξωπλανήτη παρόμοιου με τον νάνο πλανήτη Πλούτωνα, έναν εξω-Πλούτωνα, πέρα από το ηλιακό μας σύστημα. Τον Νοέμβριο του 2021, θεωρητικές μελέτες από τους Siraj και Loeb υπέθεσαν ότι το Οουμουαμούα δεν ήταν ένα παγόβουνο αζώτου καθώς το μοντέλο του αζώτου δεν περιέχει επαρκείς ποσότητες μετάλλων ώστε να φτάνει στις πυκνότητες μετάλλων που παρατηρούνται σε ουράνια σώματα.

Έχει προταθεί ότι το Οουμουαμούα περιέχει σημαντική ποσότητα πάγου υδρογόνου. Αυτό θα έδειχνε ότι προέρχεται από τον πυρήνα ενός διαστρικού μοριακού νέφους, όπου μπορεί να υπάρχουν συνθήκες κατάλληλες για το σχηματισμό αυτού του υλικού. Η θερμότητα του Ήλιου θα προκαλούσε την εξάχνωση του υδρογόνου, το οποίο με τη σειρά του θα ωθούσε το σώμα. Η κόμη υδρογόνου που σχηματίζεται από αυτή τη διαδικασία θα ήταν δύσκολο να ανιχνευθεί από τηλεσκόπια στη Γη, καθώς η ατμόσφαιρα μπλοκάρει αυτά τα μήκη κύματος. Οι κανονικοί κομήτες πάγου νερού υφίστανται αυτό επίσης, ωστόσο σε πολύ μικρότερο βαθμό και με ορατό κόμη. Αυτό μπορεί να εξηγήσει τη σημαντική μη βαρυτική επιτάχυνση που υπέστη το Οουμουαμούα χωρίς να δείξει σημάδια σχηματισμού κόμης. Η σημαντική απώλεια μάζας που προκαλείται από την εξάχνωση θα εξηγούσε επίσης στο ασυνήθιστο σχήμα του αντικειμένου που μοιάζει με πούρο, συγκρίσιμο με το πώς μια πλάκα σαπουνιού γίνεται πιο λεπτή καθώς χρησιμοποιείται. Ωστόσο, αργότερα αποδείχθηκε ότι τα παγόβουνα υδρογόνου δεν μπορούν να σχηματιστούν από μικρούς κόκκους και ότι, για να μην εξατμιστούν κατά τη διάρκεια του ταξιδιού τους στο διαστρικό διάστημα, θα έπρεπε να σχηματιστεί περίπου 40 εκατομμύρια χρόνια πριν, στη στενή γειτονιά του ηλιακού συστήματος.

Το 2018 ερευνητές του Κέντρου Αστροφυσικής του Χάρβαρντ Σμιθσόνιαν υπέθεσαν ότι το Οουμουαμούα θα μπορούσε να είναι «ένας πλήρως επιχειρησιακός διαστημικός εξερευνητής που στάλθηκε σκόπιμα στη γειτονική περιοχή μας από έναν εξωγήινο πολιτισμό». Ειδικότερα σύμφωνα με τον καθηγητή Avi Loeb, ο Οουμουαμούα μετέβαλε την ταχύτητα του καθώς απομακρύνονταν από τον ήλιο χωρίς να εξατμιστεί υλικό της επιφάνειάς του όπως γίνεται με τους κομήτες, κάτι που σύμφωνα με τον Λεμπ σημαίνει ότι θα μπορούσε να είναι ένα είδος διαστημικού ηλιακού ιστίου ενός εξωγήινου σκάφους. Επίσης το μήκος του ήταν δεκαπλάσιο του πλάτους του, πράγμα αρκετά σπάνιο. Άλλοι επιστήμονες θεωρούν τα υπάρχοντα στοιχεία ανεπαρκή για να υποστηρίξουν μια τέτοια υπόθεση και ότι η περιστροφή και ανατροπή στην κίνηση του αντικειμένου θα καθιστούσαν ένα ιστίο μη ικανό να παράγει επιτάχυνση.

Πηγές

Παραπομπές 
Wright, Jason T.; Jones, Hugh R. A. (2018). "On Distinguishing Interstellar Objects Like ʻOumuamua From Products of Solar System Scattering". Research Notes of the AAS. 1 (1): 38. arXiv:1712.06044. Bibcode:2017RNAAS...1...38W. doi:10.3847/2515-5172/aa9f23. S2CID 119467366 https://arxiv.org/abs/1712.06044
de la Fuente Marcos, Carlos; de la Fuente Marcos, Raúl; Aarseth, Sverre J. (2018). "Where the Solar system meets the solar neighbourhood: patterns in the distribution of radiants of observed hyperbolic minor bodies". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters. 476 (1): L1–L5. arXiv:1802.00778. Bibcode:2018MNRAS.476L...1D. doi:10.1093/mnrasl/sly019. S2CID 119405023 https://arxiv.org/abs/1802.00778

Εξωτερικοί σύνδεσμοι

 Τροχιακά στοιχεία από το JPL
 Η αναφορά του εξωηλιακού χαρακτήρα του
 interstellar-crossing-the-cosmic-void NASA 

Αστεροειδείς
Ανακαλύψεις του Pan-STARRS