12.01.2024

Wir haben den Plan, unseren ersten bekannten interstellaren Besucher zu jagen

This artist’s impression shows astronomy’s first impression of the interstellar asteroid, `Oumuamua as it passed through the solar system after its discovery in October 2017. It has since been determined to look more like a crisply fried pancake. Credit: European Southern Obervatory/M. Kornmesser

It came from outer space and its weird appearance and behaviour sent shockwaves around the world. Now, a group of astrophysicists are determined not to let the mysterious interstellar object ‘Oumuamua go gently into that good night.

“1I’Oumuamua” (pronounced oh MOO-uh MOO-uh) is the name assigned in October 2017 to the first confirmed interstellar objectobserved to enter our solar system. The 1I part of its name translates to Interstellar Object No. 1. ‘Oumuamua is a Hawaiian word meaning “messenger” or “advance scout”.

It appeared to be coming from the general direction of the star Vega, the brightest star in the constellation of Lyra.

Once in our solar system, it appeared to accelerate. And even changed course.

It’s on its way out again – after sparking intense fascination with its alien shape and behaviour.

It wasn’t a comet. It wasn’t an asteroid. At least, not as we know them.

Is it an alien spacecraft? Or is it an unexpected mix of already understood natural elements?

Flinders University space archaeologist Associate Professor Alice Gorman (aka Dr Space Junk) says the mysterious interstellar visitor still inspires fresh ideas seven years later.

““It could be just a very common rock – just not one we’ve categorised yet,” she says. “But it has opened up so many possibilities. It’s a puzzle.”

And unpicking that puzzle is producing further unexpected questions.

“A mission to this very strange object, Project Lyra, would seem an ideal way of answering all these questions,” says astronavigation software developer and Initiative for Interstellar Studies (I4IS) researcher Adam Hibberd.

And he’s shown it’s still possible. Despite ‘Oumuamua having left our Solar system.

Diese künstlerische Darstellung zeigt den ersten Eindruck der Astronomie vom interstellaren Asteroiden `Oumuamua, wie er nach seiner Entdeckung im Oktober 2017 das Sonnensystem durchquerte. Seitdem wurde festgestellt, dass er eher wie ein knusprig gebratener Pfannkuchen aussieht. Bildnachweis: Europäisches Südobervatorium/M. Kornmesser
Es kam aus dem Weltraum und sein seltsames Aussehen und Verhalten lösten weltweit Schockwellen aus. Nun ist eine Gruppe von Astrophysikern entschlossen, das mysteriöse interstellare Objekt „Oumuamua“ nicht sanft in diese gute Nacht gehen zu lassen.
„1I’Oumuamua“ (ausgesprochen oh MOO-uh MOO-uh) ist der Name, der im Oktober 2017 dem ersten bestätigten interstellaren Objekt zugewiesen wurde, das in unser Sonnensystem gelangte. Der 1I-Teil seines Namens bedeutet „Interstellares Objekt Nr. 1“. „Oumuamua ist ein hawaiianisches Wort und bedeutet „Bote“ oder „Vorreiter“.
Es schien aus der allgemeinen Richtung des Sterns Wega zu kommen, dem hellsten Stern im Sternbild Leier.
Sobald es in unserem Sonnensystem angekommen war, schien es sich zu beschleunigen. Und sogar den Kurs geändert.
Es ist wieder auf dem Weg nach draußen – nachdem es eine intensive Faszination für seine außerirdische Form und sein Verhalten geweckt hat.
Es war kein Komet. Es war kein Asteroid. Zumindest nicht so, wie wir sie kennen.
Handelt es sich um ein außerirdisches Raumschiff? Oder ist es eine unerwartete Mischung bereits verstandener natürlicher Elemente?
Die Weltraumarchäologin Alice Gorman (alias Dr. Space Junk) von der Flinders University sagt, dass der mysteriöse interstellare Besucher auch sieben Jahre später immer noch zu neuen Ideen inspiriert.
„Es könnte sich nur um einen sehr gewöhnlichen Stein handeln – nur um einen, den wir noch nicht kategorisiert haben“, sagt sie. „Aber es hat so viele Möglichkeiten eröffnet. Es ist ein Rätsel.“
Und die Lösung dieses Rätsels wirft weitere unerwartete Fragen auf.
„Eine Mission zu diesem sehr seltsamen Objekt, Projekt Lyra, scheint ein idealer Weg zur Beantwortung all dieser Fragen zu sein“, sagt Adam Hibberd, Entwickler von Astronavigationssoftware und Forscher der Initiative for Interstellar Studies (I4IS).
Und er hat gezeigt, dass es immer noch möglich ist. Obwohl Oumuamua unser Sonnensystem verlassen hat.

Mothership of mysteries

‘Oumuamua appears to have been solid. It did not display the gas tail common to comets that fall towards the Sun from the outer edges of the Solar System.

It was reddish – generally interpreted as a sign of “weathering” of organic tholin molecules through exposure to cosmic radiation over hundreds of millions of years.

Its shape was also highly unusual.

Initially it seemed to be long and thin, like a cigar. But later analysis of the erratically pulsing light reflected from its 400m long surface suggests its form is closer to that of a pancake.

It was moving incredibly fast. Its Solar orbital escape velocity of 95,000 km/h translates to roughly 5.5 times the distance of the Earth to the Sun every year.

And ‘Oumuamua was accelerating.

Mutterschiff der Geheimnisse
„Oumuamua scheint solide gewesen zu sein. Es zeigte nicht den Gasschweif, der bei Kometen üblich ist, die von den Außenrändern des Sonnensystems auf die Sonne fallen.
Es war rötlich – was allgemein als Zeichen der „Verwitterung“ organischer Tholinmoleküle durch die Einwirkung kosmischer Strahlung über Hunderte von Millionen Jahren interpretiert wird.
Auch seine Form war höchst ungewöhnlich.
Anfangs schien es lang und dünn zu sein, wie eine Zigarre. Eine spätere Analyse des unregelmäßig pulsierenden Lichts, das von seiner 400 m langen Oberfläche reflektiert wird, legt jedoch nahe, dass seine Form eher der eines Pfannkuchens ähnelt.
Es ging unglaublich schnell. Seine Fluchtgeschwindigkeit aus der Sonnenumlaufbahn von 95.000 km/h entspricht etwa dem 5,5-fachen Abstand der Erde zur Sonne pro Jahr.
Und Oumuamua nahm Fahrt auf.

Was it an alien space probe? A discarded interstellar solar sail? A sticky, gelatinous blob? Or some strange comet-asteroid cross-breed we’ve never seen before?

A recent study published by the science journal Nature offers up one plausible interpretation: ‘Oumuamua has uneven deposits of frozen hydrogen on its surface. And its core is light enough to be pushed about when one of these boils off under exposure to sunlight.

“At first, everyone was hyped at how unusual it was,” says Gorman. “But it turns out there are at least seven other known objects that have exhibited this behaviour –  acceleration which doesn’t involve gravity. It just took an interstellar visitor for us to go back through our notes and discover all these other objects that really didn’t fit the categories we had squeezed them into”.

Whatever the reality, Gorman says ‘Oumuamua’s message to Earth is one of possibilities.

“The idea of turning an asteroid into a mobile habitation is a thing many science fiction authors have written about,” she says. “This shows propellant materials can exist naturally and – once combined with gravity curves – help cross interstellar distances”.

Interstellar tail chase

I4IS initiated “Project Lyra” – detailing plausible means of sending a space probe to observe ‘Oumuamua – a fortnight after it was discovered.

Seven years later, ‘Oumuamua is already far beyond the orbit of Neptune and passing through the distant icy objects of the Kuiper Belt.

I4IS hasn’t given up yet.

In a new blog published this month, Hibberd outlines how existing technology – including the Space X Falcon Heavy and NASA’s Space Launch System – can propel a probe towards Jupiter. The gas giant can then correct the probe’s inertia relative to ‘Oumuamua before falling back towards the Sun for a slingshot into a pursuit trajectory.

War es eine außerirdische Raumsonde? Ein ausrangiertes interstellares Sonnensegel? Ein klebriger, gallertartiger Klecks? Oder eine seltsame Komet-Asteroiden-Kreuzung, die wir noch nie zuvor gesehen haben?
Eine kürzlich im Wissenschaftsmagazin Nature veröffentlichte Studie liefert eine plausible Interpretation: „Oumuamua weist ungleichmäßige Ablagerungen von gefrorenem Wasserstoff auf seiner Oberfläche auf.“ Und sein Kern ist leicht genug, um herumgeschoben zu werden, wenn einer davon unter Sonneneinstrahlung verdampft.
„Zuerst waren alle begeistert, wie ungewöhnlich es war“, sagt Gorman. „Aber es stellt sich heraus, dass es mindestens sieben andere bekannte Objekte gibt, die dieses Verhalten gezeigt haben – eine Beschleunigung, die nichts mit der Schwerkraft zu tun hat.“ Es brauchte nur einen interstellaren Besucher, um unsere Notizen noch einmal durchzugehen und all diese anderen Objekte zu entdecken, die wirklich nicht in die Kategorien passten, in die wir sie eingeordnet hatten.“
Was auch immer die Realität sein mag, Gorman sagt: „Oumuamuas Botschaft an die Erde ist eine der Möglichkeiten.“
„Die Idee, einen Asteroiden in eine mobile Behausung zu verwandeln, ist ein Thema, über das viele Science-Fiction-Autoren geschrieben haben“, sagt sie. „Dies zeigt, dass Treibstoffe auf natürliche Weise existieren können und – in Kombination mit Schwerkraftkurven – dabei helfen, interstellare Entfernungen zu überwinden.“
Interstellare Verfolgungsjagd
I4IS initiierte das „Projekt Lyra“, in dem plausible Möglichkeiten für die Entsendung einer Raumsonde zur Beobachtung von Oumuamua detailliert beschrieben wurden – zwei Wochen nach ihrer Entdeckung.
Sieben Jahre später befindet sich Oumuamua bereits weit außerhalb der Umlaufbahn von Neptun und durchquert die fernen eisigen Objekte des Kuipergürtels.
I4IS hat noch nicht aufgegeben.
In einem neuen Blog, der diesen Monat veröffentlicht wurde, beschreibt Hibberd, wie bestehende Technologie – darunter der Space X Falcon Heavy und das Space Launch System der NASA – eine Sonde in Richtung Jupiter befördern kann. Der Gasriese kann dann die Trägheit der Sonde relativ zu Oumuamua korrigieren, bevor er zurück in Richtung Sonne fällt, um eine Schleuder in eine Verfolgungsflugbahn zu starten.

Hibberd’s latest scenario proposes a plunge to within 10 Solar Radii (about 700,000km) of the Sun’s surface – a distance already proven feasible with the success of the NASA Parker Solar Probe.

“Thus exactly the same heat shield technology (a Carbon-Carbon composite material) can be utilised,” Hibberd tweeted.

Curiosity (discovering the new) keeps us alive.

Adam Hibberd

At the point of closest approach – the periapsis point – a solid rocket booster can maximise the probe’s acceleration as it is slung away by the Sun’s gravity.

Launch opportunities to take advantage of suitable planetary alignments arise in 2030 and 2033. Once in motion, it would take a probe about 17 years to catch up with the rapidly receding interstellar object.

Why?

“Curiosity (discovering the new) keeps us alive,” Hibberd tweeted.

“After all it is only the unknown which can harm us; the known dangers we can find ways of evading or countering. This is the only pathway forward for humanity – onwards to expansion and discovery; we must always challenge ourselves.”

Spaceship Earth

‘Oumuamua has pierced the bubble of Earth’s isolation, says Gorman.

“It shows us that we’re much more a part of the galaxy than we’re used to thinking. Geographer Nigel Clark calls it a dynamic interchange with the cosmos.”

Humanity has already sent the Voyager and Pioneer probes outside our solar system. Now we know other things are passing through it.

We’re used to the metaphor of “spaceship Earth” as a little bubble floating about in the hostile terrain of our Solar system. But that idea can be extended to our Solar System as it moves through our galaxy. And our galaxy as it moves through the cosmos.

‘Oumuamua has pierced the bubble of Earth’s isolation.

Alice Gorman

“‘Oumuamua demonstrates so forcefully and clearly that, no, we aren’t’ sealed off from the rest of the galaxy,” she says. “We’re interacting with it all the time.”

And the evidence of this changing galactic environment is likely just waiting to be found.

“That movement happens over a scale of time that’s meaningless to us, but we can see the traces of it preserved on these airless worlds,” Gorman explains.

And ‘Oumuamua – with its believed cargo of water, hydrogen and tholins – reinforces the potential of a theory once derided as being “on the fringe”. Panspermia: The notion that the template for life can be “seeded” across the galaxy.

“Every time a mission is sent to a comet or an asteroid, these results always come back – bucket loads of water, hydrocarbons, prebiotic molecules, including those needed for DNA and RNA,” says Gorman. “This stuff is out there. Everywhere.”

Quelle: COSMOS

Hibberds neuestes Szenario schlägt einen Absturz bis auf 10 Sonnenradien (etwa 700.000 km) von der Sonnenoberfläche vor – eine Entfernung, die sich mit dem Erfolg der NASA Parker Solar Probe bereits als machbar erwiesen hat.
„Damit kann genau die gleiche Hitzeschildtechnologie (ein Kohlenstoff-Kohlenstoff-Verbundmaterial) genutzt werden“, twitterte Hibberd.
Neugier (Neues entdecken) hält uns am Leben.
Adam Hibberd
Am Punkt der größten Annäherung – dem Periapsispunkt – kann ein Feststoffraketenverstärker die Beschleunigung der Sonde maximieren, da sie durch die Schwerkraft der Sonne weggeschleudert wird.
In den Jahren 2030 und 2033 ergeben sich Möglichkeiten für den Start, um geeignete Planetenausrichtungen zu nutzen. Sobald eine Sonde in Bewegung ist, würde sie etwa 17 Jahre brauchen, um das schnell zurückweichende interstellare Objekt einzuholen.
Warum?
„Neugier (das Entdecken des Neuen) hält uns am Leben“, twitterte Hibberd.
„Schließlich ist es nur das Unbekannte, das uns schaden kann; Den bekannten Gefahren können wir Wege finden, ihnen auszuweichen oder ihnen entgegenzuwirken. Dies ist der einzige Weg vorwärts für die Menschheit – vorwärts zur Expansion und Entdeckung; Wir müssen uns immer selbst herausfordern.“
Raumschiff Erde
„Oumuamua hat die Blase der Isolation der Erde durchbrochen“, sagt Gorman.
„Es zeigt uns, dass wir viel mehr Teil der Galaxie sind, als wir es gewohnt sind zu denken. Der Geograph Nigel Clark nennt es einen dynamischen Austausch mit dem Kosmos.“
Die Menschheit hat die Sonden Voyager und Pioneer bereits außerhalb unseres Sonnensystems geschickt. Jetzt wissen wir, dass andere Dinge hindurchgehen.
Wir sind an die Metapher vom „Raumschiff Erde“ als einer kleinen Blase gewöhnt, die im lebensfeindlichen Gelände unseres Sonnensystems herumschwebt. Aber diese Idee kann auf unser Sonnensystem ausgeweitet werden, während es sich durch unsere Galaxie bewegt. Und unsere Galaxie, wie sie sich durch den Kosmos bewegt.
„Oumuamua hat die Blase der Isolation der Erde durchbrochen.
Alice Gorman
„Oumuamua demonstriert so eindringlich und deutlich, dass wir nicht vom Rest der Galaxie abgeschottet sind“, sagt sie. „Wir interagieren ständig damit.“
Und der Beweis für diese sich verändernde galaktische Umgebung wartet wahrscheinlich nur darauf, gefunden zu werden.
„Diese Bewegung geschieht über einen Zeitraum, der für uns bedeutungslos ist, aber wir können die Spuren davon sehen, die auf diesen luftleeren Welten erhalten geblieben sind“, erklärt Gorman.
Und ‚Oumuamua – mit seiner vermuteten Ladung Wasser, Wasserstoff und Tholinen – unterstreicht das Potenzial einer Theorie, die einst als „am Rande“ verspottet wurde. Panspermie: Die Vorstellung, dass die Vorlage für Leben in der gesamten Galaxie „gesät“ werden kann.
„Jedes Mal, wenn eine Mission zu einem Kometen oder Asteroiden geschickt wird, kommen diese Ergebnisse zurück – eimerweise Wasser, Kohlenwasserstoffe, präbiotische Moleküle, einschließlich derjenigen, die für DNA und RNA benötigt werden“, sagt Gorman. „Dieses Zeug ist da draußen. Überall."

Quelle: COSMOS