Astronómia Rendezvous s medzihviezdnym útočníkom - spektrum vedy
Astronómia: stretnutie s medzihviezdnym útočníkom
Od najvyššieho vrcholu Havaja po vysoké náhorné plošiny v Andách: niektoré z najväčších ďalekohľadov na Zemi budú v priebehu nasledujúcich týždňov mieriť na slabé miesto na nočnej oblohe. Gennadij Borisov, amatérsky astronóm na Kryme, za to tiež obetuje svoj spánok, rovnako ako mnoho ďalších amatérskych astronómov.
Na záver existuje jedinečná príležitosť: Vzácny návštevník spoza našej slnečnej sústavy sa 8. decembra dostane na miesto svojej obežnej dráhy najbližšie k slnku. V nasledujúcich mesiacoch nebeské telo opäť zmizne v temnote vesmíru. Ale predtým, ako to urobí, sa nebeskí vedci chcú dozvedieť o ňom čo najviac informácií.
Kus kameňa a ľadu začal svoju púť pred miliónmi rokov, veľa svetelných rokov od Zeme. Objekt bol vyhodený z vlastného susedstva prudkým príťažom - možno za to mohla neďaleká planéta, možno prechádzajúca hviezda. Odvtedy cestovateľ bezcieľne unášal priestorom medzi hviezdami - a teraz si našiel cestu do našej slnečnej sústavy.
Bolo 30. augusta, tesne pred svitaním, keď objekt spozoroval Gennadij Borisov - prostredníctvom svojho ďalekohľadu uvidel slabú žiaru so širokým a krátkym chvostom. Odvtedy sa medzihviezdna kométa volala »2I/Borisov«, pomenovaná po svojom objaviteľovi. Okrem exotických častíc prachu je to iba druhý známy objekt, ktorý sa do slnečnej sústavy dostal z medzihviezdneho priestoru. „Toto je moja ôsma kométa, je to naozaj neuveriteľné,“ hovorí Borisov. „Mal som veľké šťastie, že som uvidel taký jedinečný objekt.“
Je naša slnečná sústava jedinečná?
2I/Borisov sa veľmi líši od prvého medzihviezdneho votrelca, malého, tmavého, skalnatého objektu s názvom 1I/'Oumuamua, ktorý v roku 2017 prebehol okolo slnka a dostal sa na titulné stránky sveta. Tieto dva medzihviezdne objekty spoločne revidujú to, čo vedci vedia o ľadových telách, ktorých je podľa odhadov v Mliečnej dráhe nepredstaviteľných 10 26 kusov.
Predpokladá sa, že veľa z nich sa vznáša vesmírom na obežnej dráhe mladých hviezd, kde sa zhromažďujú v sploštených oblakoch trosiek, v ktorých sa formujú aj planéty. 1I/'Oumuamua a 2I/Borisov umožňujú prvý pohľad na fyziku a chémiu týchto objektov. Vedci môžu pomocou poslov z iných planetárnych systémov preskúmať, či je slnečná sústava jedinečná alebo či zdieľa stavebné kamene s ostatnými planetárnymi systémami v Mliečnej ceste.
Keďže astronómovia zbadali 2I/Borisov na svojej ceste do slnečnej sústavy, majú na štúdium kométy mnoho mesiacov - na rozdiel od 1I/'Oumuamua, ktorú objavili až pri jeho odchode a na ktorú teda majú iba zbežný pohľad mohol hádzať. Preto odborníci očakávajú, že sa napríklad od spoločnosti 2I/Borisov dozvie oveľa viac, z akých chemických zlúčenín je vyrobené jeho ľadové srdce. Nikdy to nedokázali so žiadnym objektom, ktorý by vyšiel okolo inej hviezdy.
A keďže ďalekohľady naďalej hľadajú na oblohe slabé a rýchlo sa pohybujúce objekty, vedci dúfajú, že v ďalších rokoch objavia nespočetné množstvo ďalších medzihviezdnych votrelcov. „Je naozaj úžasné vidieť, ako sa zrazu otvorí okno a objaví sa nové pole,“ hovorí Michele Bannister, planetárny výskumník z Queen's University v Belfaste.
Narodený v prachu
Život medzihviezdnych návštevníkov sa pravdepodobne začal na disku plynu a prachu, ktorý sa formoval okolo mladých hviezd. V určitom okamihu sa ľadové zrná zhlukovali a vytvorili väčšie a väčšie telá. Planéty tiež rastú v rovnakých oblastiach a sú kolíziami a gravitačnými pohybmi tlačené z jednej obežnej dráhy okolo hviezdy na ďalšiu.
Ako snehový pluh, ktorý sa prebojuje medzi hromadou krupobitia, sa planéty predierajú oblakom hrudiek ľadu. Podľa simulácií planéty vyhadzujú viac ako 90 percent tiel z oblasti vplyvu svojej hviezdy do medzihviezdneho priestoru. Tam sa vznášajú osamelo, až kým ich náhoda dostatočne blízko k inej hviezde. Potom ju vykonajú krátku návštevu, ktorú priťahuje gravitácia.
V skutočnosti si astronómovia mysleli, že prvý medzihviezdny objekt, ktorý videli, je ako typická kométa. Väčšina komét v slnečnej sústave pochádza z Oortovho mraku, akejsi kozmickej ľadovej púšte, ktorá je asi 1 000-krát ďalej od Slnka ako Pluto. Každú chvíľu niečo vyhodí jednu z týchto komét z obežnej dráhy a pošle ju smerom k slnku. Keď sa k nej priblíži a zahreje, jej jadro vystrekuje prach a plyn, ktoré tvoria klasický chvost kométy.
Ale keď sa objavil prvý medzihviezdny návštevník, vyzeral úplne inak. V porovnaní s konvenčnými kométami bol I/Oumuamua malý - len asi 200 metrov široký - a kamenitý. Zdá sa, že svojím tvarom pripomínal cigaru a podľa bežnej interpretácie nameraných údajov sa prevaľoval tam a späť. Vedci nedokázali zistiť viac než to predtým, ako 1I/'Oumuamua opustil slnečnú sústavu.
Cigara a obyčajná kométa
Naproti tomu 2I/Borisov vyzerá ako obyčajná kométa. A vedci ho ešte len začínajú pozornejšie sledovať. „Veľmi nás zaujíma chemické zloženie, aby sme zistili, či sa líši od zloženia v slnečnej sústave,“ hovorí astrobiologička Karen Meech z Havajskej univerzity v Honolulu. Zatiaľ je toho toľko jasné: 2I/Borisov je červenkastej farby a nepretržite rozprašuje prachové častice. Jeho jadro je porovnateľne malé, možno len kilometer široké, ale to sa môže stať aj pri kométach slnečnej sústavy.
„Po roku 1I/'Oumuamua sme museli úplne prehodnotiť našu koncepciu medzihviezdnych objektov,“ hovorí Matthew Knight, špecialista na kométy na Marylandskej univerzite. „Ale druhý návštevník zatiaľ vyzerá ako to, čo by sme očakávali od kométy vyvrhnutej z inej planéty.“ To je potešujúce, myslí si Knight. Pretože to naznačuje, že hviezdne systémy, v ktorých sa tvoria cudzie svety, by mohli byť veľmi podobné tým našim.
Nové namerané údaje pre 2I/Borisov na seba nenechali dlho čakať po objave. Iba tri týždne po prvom pohľade na ňu astronómovia namierili 4,2-metrový ďalekohľad Williama Herschela na Kanárskych ostrovoch na kométu a objavili molekuly kyanidového plynu prúdiace z jadra nebeského telesa. Prvýkrát ho použili na detekciu plynu vychádzajúceho z mimozemského návštevníka slnečnej sústavy.
11. októbra iný výskumný tím použil 3,5-metrový ďalekohľad v Novom Mexiku a našiel kyslík, ktorý smeruje tiež späť do Borisova. Plyn pravdepodobne pochádza z vody rozpadajúcej sa v jadre kométy - prvého objavu vody z mimozemskej hviezdnej sústavy, ktorá napadla našu. V kombinácii však množstvo kyanidu a vody vystrekujúcej kométu nie je veľkým prekvapením: sú podobné tým, ktoré videli astronómovia v mnohých iných kométach.
Vedci dúfajú, že objavia ďalšie molekuly okolo 2I/Borisov, napríklad oxid uhoľnatý. Keď sa priblíži k Slnku, bude jasnejšie, ako veľmi sa podobá príbuzným svojej slnečnej sústavy.
Prvé pozorovania už naznačujú, že 2I/Borisov môže obsahovať pomerne málo molekúl uhlíkového reťazca. Asi 30 percent komét v slnečnej sústave má podobne nízky obsah uhlíka. Zvyčajne pochádzajú z blízkosti slnka a nie zo vzdialeného Oortovho mraku.
V priebehu mesiacov astronómovia očakávajú, že čoraz viac pozorovaní od 2I/Borisov rozšíri svoje chápanie disku formujúceho planétu, o ktorom sa predpokladá, že sa kométa vytvorila. „Bude vzrušujúce sledovať, ako sa stavebné bloky iných systémov porovnávajú s našimi,“ uviedla Malena Rice, doktorandka na Yale University v New Haven, Connecticut.
Vedci tiež dúfajú, že pomaly odhalia, aké cesty mohli medzihviezdne objekty prechádzať vesmírom predtým, ako sa objavia v slnečnej sústave. Odhady naznačujú, že keď objekty obiehajú okolo galaktického stredu, sú vystavené mnohým rôznym silám, vrátane občasných stretnutí s inými hviezdami alebo galaktickým prílivom.
Niektorí vedci sa pokúsili vypočítať, okolo ktorých hviezd 1I/Oumuamua a 2I/Borisov mohli vzniknúť. Ale je ťažké vysledovať ich trajektórie - je to ako snažiť sa odvodiť, odkiaľ krčma začala, od posledného pruhu po londýnskej krčme.
Niekoľko ďalších medzihviezdnych návštevníkov drieme v archívoch?
Ďalšou otázkou je, kedy môžeme očakávať ďalšieho medzihviezdneho návštevníka a ako veľmi sa líši od 1I/Oumuamua a 2I/Borisov. Po desaťročiach neúspešného hľadania vedci neočakávali dva objavy v takom rýchlom slede za sebou. "Som zmätený a ohromený, že sa druhý objekt objavil tak rýchlo," hovorí Robert Jedicke, špecialista na asteroidy z Havajskej univerzity, ktorý sa pokúsil vypočítať frekvenciu medzihviezdnych návštevníkov. "Sú ako autobusy," dodáva Alan Fitzsimmons z Queen's University v Belfaste. „Čakáš veky, kým príde jeden, a potom sa dva objavia takmer naraz“.