Obserwacje ESO pokazały, jak wygląda pierwsza międzygwiazdowa planetoida
Dodane przez jacek dnia 21/11/2017 22:41:41
Teleskop VLT pokazał ciemny, czerwonawy i mocno wydłużony obiekt

VLT, Artystyczna wizja międzygwiazdowej planetoidy `Oumuamua
Artystyczna wizja przedstawia pierwszą międzygwiazdową planetoidę `Oumuamua. Ten unikatowy obiekt został odkryty 19 października 2017 r. przez teleskop Pan-STARRS 1 na Hawajach. Późniejsze obserwacje należącym do ESO teleskopem VLT w Chile oraz przez inne obserwatoria na całym świecie, pokazały, że obiekt ten podróżował przez kosmos od milionów lat, zanim natrafił na nasz układ gwiazdowy. `Oumuamua wydaje się być ciemnoczerwonym, mocno wydłużonym, metalicznym lub skalistym obiektem o długości 400 metrów. Ciało nie jest podobne do czegokolwiek znanego z Układu Słonecznego.
Źródło: ESO/M. Kornmesser
Po raz pierwszy w historii astronomowie zbadali planetoidę, która dotarła do Układu Słonecznego z przestrzeni międzygwiazdowej. Obserwacje wykonane teleskopem VLT w Chile, który należy do ESO, a także obserwacje w innych obserwatoriach na całym świecie, pokazują, że ten unikatowy obiekt przez miliony lat podróżował przez kosmos zanim miał szansę natrafić na nasz system gwiazdowy. Jest ciemny, czerwonawy, mocno wydłużony, skalisty lub o dużej zawartości metali. Najnowsze wyniki badań ukażą się 20 listopada 2017 r. w czasopiśmie "Nature".
Treść rozszerzona

19 października 2017 r. teleskop Pan-STARRS 1 na Hawajach dostrzegł słaby punkt świetlny poruszający się po niebie. Początkowo wyglądał na typową szybko poruszającą się planetoidę, ale dodatkowe obserwacje przez kolejne dni pozwoliły na dokładniejsze obliczenie orbity. Kalkulacje pokazały ponad wszelką wątpliwość, że obiekt ten nie pochodzi z wnętrza Układu Słonecznego, w przeciwieństwie do wszystkich innych obserwowanych planetoid i komet. Zamiast tego dotarł z przestrzeni międzygwiazdowej. Początkowo obiekt sklasyfikowano jako kometę, ale obserwacje wykonane w ESO i w innych placówkach pokazały brak oznak aktywności kometarnej po przejściu najbliżej Słońca we wrześniu 2017 r. W związku z tym dokonano zmiany klasyfikacji obiekty na planetoidę międzygwiazdową i nadano nazwę 1I/2017 U1 (`Oumuamua) [1].

"Musieliśmy działać szybko" wyjaśnia członek zespołu Olivier Hainaut z ESO w Garching w Niemczech. "`Oumuamua już przeszła przez punkt orbity najbliższy Słońcu i skierował się z powrotem w przestrzeń międzygwiazdową."

Należący do ESO Bardzo Duży Teleskop (VLT) natychmiast przystąpił do akcji mierzenia orbity obiektu, jego jasności i barwy dokładniej niż mogły to zrobić mniejsze teleskopy. Szybkość reakcji była kluczowe, bowiem `Oumuamua gwałtownie słabła w miarę oddalania się od Słońca, po minięciu orbity Ziemi w ramach trasy na zewnątrz Układu Słonecznego. Ale kolejne niespodzianki miały dopiero nastąpić.

Krzywa jasności międzygwiazdowej asteroidy `Oumuamua
Ten wykres pokazuje, jak międzygwiezdna asteroida 'Oumuamua zmieniała się w jasności przez trzy dni w październiku 2017 roku. Duży zakres jasności - około dziesięciokrotnego (2,5 magnitudo) - wynika z bardzo wydłużonego kształtu tego unikalnego obiektu, który obraca się co 7,3 godziny. Różne kolorowe kropki reprezentują pomiary za pomocą różnych filtrów, pokrywając widzialną i w bliskiej podczerwieni część widma. Linia przerywana pokazuje krzywą światła oczekiwaną, jeśli 'Oumuamua byłaby elipsoidą o proporcji 1:10, odchylenia od tej linii są prawdopodobnie spowodowane nieregularnościami w kształcie obiektu lub powierzchni albedo.
Źródło: ESO / K. Meech i in.

Po połączeniu zdjęć z instrumentu FORS na VLT, uzyskanych w czterech różnych filtrach, z obrazami z innych teleskopów, zespół astronomów, którym kierowała Karen Meech (Institute for Astronomy, Hawai`i, USA) odkrył, iż jasność `Oumuamua dramatycznie się zmienia o czynnik dziesięć, gdy obiekt obraca się wokół swojej osi co 7,3 godziny.

Karen Meech wyjaśnia znaczenie tych obserwacji: "Ta nietypowo duża zmienność w jasności oznacza, że obiekty jest mocno wydłużony: około dziesięć razy dłuższy niż szerszy, ze skomplikowanym kształtem. Ustaliliśmy także, że ma ciemnoczerwony kolor, podobny do obiektów z zewnętrznego Układu Słonecznego. Udało się też potwierdzić, że jest całkowicie nieaktywny, beż najmniejszych śladów pyłu dookoła."

Takie własności sugerują, że obiekt `Oumuamua jest gęsty, być może skalisty lub z dużą zawartością metali, nie ma w nim istotnych ilości wody lub lodu, a powierzchnia jest teraz ciemna i poczerwieniona z powodu oddziaływania na nią promieniowania kosmicznego przez miliony lat. Szacuje się, ze obiekt ma co najmniej 400 metrów długości.

Wstępne obliczenia orbity sugerowały, że obiekt przybył mniej więcej z kierunku jasnej gwiazdy Wega, w północnym gwiazdozbiorze Lutni. Jednak nawet podróżując z rekordową prędkością około 95 000 km/h, takie międzygwiazdowe ciał potrzebuje tak dużo czasu na dokonanie podróży do Układu Słonecznego, że Wega była daleko od tej pozycji, gdy planetoida znajdowała się tam 300 000 lat temu. Równie dobrze `Oumuamua mogła podróżować poprzez Drogę Mleczną bez powiązania do jakiegokolwiek systemu gwiazdowego przez setki milionów lat zanim napotkała Układ Słoneczny.

Astronomowie szacują, że międzygwiazdowe planetoidy podobne do `Oumuamua przechodzą przez wewnętrzny Układ Słoneczny około raz w roku, ale są słabe i trudno je dostrzec, dlatego do tej pory pozostawały niezarejestrowane. Dopiero od niedawna teleskopy do przeglądów nieba, takie jak Pan-STARRS, są wystarczająco potężne, aby móc odkrywać tego rodzaju obiekty.

"Nieustannie obserwujemy ten unikatowy obiekt" - podsumowuje Olivier Hainaut " "i mamy nadzieję jeszcze dokładniej ustalić skąd przybył i gdzie zmierza w ramach swojej podróży przez galaktykę. A teraz, gdy odnaleźliśmy pierwszą międzygwiazdową skałę, jesteśmy gotowi na kolejne!"

Uwagi

[1] Propozycja od zespołu Pan-STARRS dotycząca nazwy międzygwiazdowego obiektu została zaakceptowana przez Międzynarodową Unię Astronomiczną, która jest odpowiedzialna za nadawanie oficjalnych nazw ciałom w Układzie Słonecznym i poza nim. Nazwa jest pochodzenia hawajskiego, więcej szczegółów można znaleźć tutaj. IAU zdefiniowało także nową klasę obiektów dla międzygwiazdowych planetoid, a opisywany obiekt jako pierwszy otrzymał stosowne oznaczenie. Poprawne formy nazywania obiektu to od tej pory: 1I, 1I/2017 U1, 1I/`Oumuamua oraz 1I/2017 U1 (`Oumuamua). Znak przed O to okina, w związku z tym nazwa brzmi jak H O u  mu a mu a. Zanim wprowadzono nowy system oznaczeń, obiekt określano jako A/2017 U1.

Więcej informacji

Wyniki badań opisano w artykule pt. "A brief visit from a red and extremely elongated interstellar asteroid", K. Meech et al., który 20 listopada 2017 r. ukaże się w czasopiśmie Nature.

Skład zespołu badawczego: Karen J. Meech (Institute for Astronomy, Honolulu, Hawai`i, USA [IfA]) Robert Weryk (IfA), Marco Micheli (ESA SSA-NEO Coordination Centre, Frascati, Włochy; INAF'Osservatorio Astronomico di Roma, Monte Porzio Catone, Włochy), Jan T. Kleyna (IfA) Olivier Hainaut (ESO, Garching, Niemcy), Robert Jedicke (IfA) Richard J. Wainscoat (IfA) Kenneth C. Chambers (IfA) Jacqueline V. Keane (IfA), Andreea Petric (IfA), Larry Denneau (IfA), Eugene Magnier (IfA), Mark E. Huber (IfA), Heather Flewelling (IfA), Chris Waters (IfA), Eva Schunova-Lilly (IfA) oraz Serge Chastel (IfA).

ESO jest wiodącą międzyrządową organizacją astronomiczną w Europie i najbardziej produktywnym obserwatorium astronomicznym na świecie. Wspiera je 16 krajów: Austria, Belgia, Brazylia, Czechy, Dania, Finlandia, Francja, Hiszpania, Holandia, Niemcy, Polska, Portugalia, Szwajcaria, Szwecja, Wielka Brytania oraz Włochy. ESO prowadzi ambitne programy dotyczące projektowania, konstrukcji i użytkowania silnych naziemnych instrumentów obserwacyjnych, pozwalając astronomom na dokonywanie znaczących odkryć naukowych. ESO odgrywa wiodącą rolę w promowaniu i organizowaniu współpracy w badaniach astronomicznych. ESO zarządza trzema unikalnymi, światowej klasy obserwatoriami w Chile: La Silla, Paranal i Chajnantor. W Paranal ESO posiada teleskop VLT (Very Large Telescope - Bardzo Duży Teleskop), najbardziej zaawansowane na świecie astronomiczne obserwatorium w świetle widzialnym oraz dwa teleskopy do przeglądów. VISTA pracuje w podczerwieni i jest największym na świecie instrumentem do przeglądów nieba, natomiast VLT Survey Telescope to największy teleskop dedykowany przeglądom nieba wyłącznie w zakresie widzialnym. ESO jest głównym partnerem ALMA, największego istniejącego projektu astronomicznego. Z kolei na Cerro Armazones, niedaleko Paranal, ESO buduje 39-metrowy teleskop ELT (Extremely Large Telescope - Ekstremalnie Wielki Teleskop), który stanie się "największym okiem świata na niebo".

Linki

Krzysztof Czart
Urania - Postępy Astronomii
Toruń, Polska




Animation of `Oumuamua passing through the Solar System
This animation shows the path of the interstellar asteroid 1I/2017 (`Oumuamua) through the Solar System. Observations with ESO's Very Large Telescope and others have shown that this unique object is dark, reddish in colour and highly elongated.
Źródło:ESO, M. Kornmesser, L.Calcada. Music: Azul Cobalto