Oumuamua i Borisov nie były jedynymi. Otacza nas wiele obiektów spoza Układu Słonecznego?
Przed dwoma laty astronomowie zauważyli niezwykły obiekt, międzygwiezdną kometę. 2I/Borisov to jedyna taka kometa i zaledwie drugi – po 1I/Oumuamua – znany nam przybysz spoza Układu Słonecznego. Jednak wizyty tego typu mogą być znacznie częstsze niż nam się wydaje. Amir Siraj i profesor Avi Loeb z Center for Astrophysics (CfA) Harvard & Smithsonian zaprezentowali właśnie badania, z których wynika, że w Obłoku Oorta znajduje się więcej obiektów pochodzących spoza Układu Słonecznego niż z Układu Słonecznego.
Zanim odkryliśmy pierwszą międzygwiezdną kometę, nie mieliśmy pojęcia, jak dużo tego typu obiektów znajduje się w Układzie Słonecznym. Jednak teorie dotyczące formowania się planet przewidują, że powinno być tutaj więcej obiektów rodzimych niż przybyszów. Jednak z naszych obliczeń wynika, że gości może być znacznie więcej, mówi Siraj.
Uczony przyznaje, że obliczenia, opierające się na badaniach 2I/Borisov, obarczone są dość sporym marginesem błędu, ale nawet jeśli weźmiemy to pod uwagę i tak Obłok Oorta powinien być w większości zbudowany z obiektów międzygwiezdnych.
Powiedzmy, że przez jeden dzień obserwuję kilometrowy odcinek torów kolejowych. I zauważyłem, że w tym czasie przekroczył go jeden samochód. Mogę więc stwierdzić, że średnia liczba samochodów przejeżdżających przez tory kolejowe wynosi 1 pojazd na 1 kilometr na 1 dzień. Jeśli jednak mam podstawy, by przypuszczać, że moje obserwacje nie były pełne – gdy na przykład zauważę dodatkowy przejazd kolejowy, na który nie zwróciłem wcześniej uwagi – mogę pójść dalej i wykorzystać metody statystyczne do oceny rzeczywistej liczby samochodów, które przejechały przez tory na obserwowanym przeze mnie odcinku, wyjaśnia uczony.
Obłok Oorta to hipotetyczna olbrzymia sfera otaczająca Układ Słoneczny. Jego wewnętrzna krawędź ma znajdować się w odległości od 2000 do 5000 jednostek astronomicznych [1 j.a. to średnia odległość Ziemi od Słońca], a krawędź zewnętrzna może być oddalona od naszej gwiazdy o 10 000 lub nawet 100 000 j.a. Obłok składa się z olbrzymiej liczby obiektów. Uważa się, że komety długookresowe pochodzą właśnie z Obłoku Oorta. Samego jednak Obłoku, ze względu na jego olbrzymie oddalenie oraz fakt, że znajdujące się tam obiekty nie świecą światłem własnym, nie udało się zaobserwować. Dlatego też tak trudno badać ten obszar.
Obliczenia Siraja i Loeba, opublikowane na łamach Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, mogą mieć znaczenie również dla obiektów znajdujących się bliżej niż Obłok Oorta. Wyliczenia te sugerują bowiem, że wiele obiektów znajdujących się pomiędzy Słońcem a Saturnem pochodzi z przestrzeni międzygwiezdnej. A to by oznaczało, że w naszym niedalekim sąsiedztwie roi się od przybyszów z innych układów planetarnych, zauważa astrofizyk Matthew Holman.
Rodzi się więc pytanie, czy znane nam asteroidy, znajdujące się stosunkowo niedaleko Ziemi nie przybyły spoza Układu Słonecznego. Pytanie jest o tyle zasadne, że o wielu asteroidach nie mamy zbyt wielu danych. Są one wykrywane, a później specjaliści ich już nie śledzą. Sądzimy, że to asteroidy, ale ich nie obserwujemy, nie mamy więc szczegółowych danych, mówi Holman.
Dopiero przyszłe badania za pomocą technologii najnowszej generacji pozwolą nam stwierdzić, czy Siraj i Loeb mają rację. Jeszcze w bieżącym roku na szczycie Cerro Pachón w Chile zostanie uruchomione Vera C. Rubin Observatory (VRO). To supernowoczesne obserwatorium wyposażone będzie m.in. w najpotężniejszy aparat cyfrowy w dziejach – ważące trzy tonu urządzenie o rozdzielczości 3,2 gigapiksela. VRO będzie badało ciemną materię, asteroidy bliskie Ziemi, poszukiwało obiektów międzygwiezdnych i mapowało Drogę Mleczną.
Kolejnym projektem badawczym, z którym specjaliści wiążą olbrzymie nadzieje jest Transneptunian Automated Occultation Survey (TAOS II). Jego celem będzie poszukiwanie niewielkich – poniżej 1 km średnicy – obiektów znajdujących się za Neptunem. TAOS II ma ruszyć w przyszłym roku.
Komentarze (10)
cyjanobakteria, 24 sierpnia 2021, 12:30
Kiedyś na wiki wyczytałem, że nawet 10 tysięcy tego typu obiektów może przemykać każdego dnia wewnątrz orbity Neptuna. Ciężko je wykryć, bo są ciemne. Zdaje się, że światło traci na intensywności z kwadratem odległości, a odbite światło słoneczne z 4 potęgą. Czyli obiekt 1000 dalej jest trylion (10^12) razy ciemniejszy o ile się nie mylę. Przypomniało mi się, jak wywaliłem kiedyś wszystkie kanały i strony, które wspomniały w formie click bait, że Oumuamua to statek obcych. Trzeba czasami powiedzieć NIE tej intelektualnej patologii
https://en.wikipedia.org/wiki/Interstellar_object
lester, 25 sierpnia 2021, 00:40
Wynika to z podstaw matematyki, nic bardzo skomplikowanego.
Powyższe stwierdzenie jest bzdurą
bo czym niby różni się światło odbite od źródła o identycznej mocy/jasności?
cyjanobakteria, 25 sierpnia 2021, 08:35
Wynika to z podstaw matematyki, nic bardzo skomplikowanego
To był skrót myślowy i jakbyś przeczytał kolejne zdanie, to byś to zauważył 
Asteroidy świecą światłem odbitym, pomijając oczywiście podczerwień. Światło słabnie z kwadratem w obu kierunkach, czyli łącznie z czwartą potęgą, podobnie jak fale radiowe stosowane w radarach.
darekp, 25 sierpnia 2021, 16:26
Ciekawe, można by się spodziewać, że gdyby zastąpić asteroidę płaskim zwierciadłem, to 4-krotnie a nie 16-tokrotnie, zwierciadło tylko zmienia kierunek promieni, a więc moc czy też jasność będzie zależała jedynie od długości drogi jaką światło ma do przebycia (w przypadku obiektu znajdującego się 2 razy dalej droga też dwa razy większa). Muszę to sobie przemyśleć.
cyjanobakteria, 25 sierpnia 2021, 17:15
Widzę, że spowodowałem zamęt i namieszałem na wątku
Astro to dobrze wytłumaczył. W końcu nie bez kozery miał przez tyle lat radioteleskop w awatarze, no i ten nick 
Asteroida, która znajduje się 2x dalej, otrzymuje 1/4 światła, z którego po odbiciu 1/4 dociera do obserwatora w okolicy Słońca. Po przemnożeniu daje to 1/16 jasności. Zjawisko ma również wpływ na zasięg radarów. Odbierany sygnał radioteleskopu Arecibo, kiedy mapował radarowo powierzchnię asteroid, był również słaby. Chociaż zasięg instrumentu akurat ograniczał ruch Ziemi w okół własnej osi. Maksymalny zasięg to były okolice orbity Saturna o ile się nie mylę. Jasność powierzchni oraz rodzaj odbicia to inna bajka. Zdaje się, że używa się pojęcia albedo, które oznacza ułamek światła odbity od powierzchni. Im wyższe albedo, tym jaśniejszy obiekt, przykładowo: śnieg ma 0.8 - 0.9, a węgiel drzewny tylko 0.04. Edit, jeszcze dla kompletności, wielkość powierzchni odbijającej ma znaczenie. Duże obiekty o wysokim albedo, które są blisko są znacznie jaśniejsze i łatwiejsze do wykrycia. Natomiast małe obiekty w dalszych zakątkach Układu Słonecznego, a już w szczególności w hipotetycznym obłoku Orta, są po za naszym zasięgiem. Ciekawy jest przykład sondy New Horizons i przelotu w okolicy obiektu Ultima Thule.
darekp, 25 sierpnia 2021, 17:54
Z tym zgoda, ale światło odbite z tej bliższej asteroidy (tj. znajdującej się 1x dalej używając powyższego sposobu liczenia) musi pokonać drogę od tej asteroidy do obserwatora, na której straci też jakieś 1/4 jasności mam wrażenie. I gdy porównamy 1/16 z 1/4 to wyjdzie nam, że ta dalsza jest 4-krotnie słabsza.
P.S. Bardziej precyzyjnie, ja sobie wyobrażam to tak: obserwujemy dwie asteroidy będące idealnymi płaskimi zwierciadłami;), pierwszą w odległości r od Słońca, drugą w odległości 2r. My, tzn. obserwator znajdujemy się gdzieś blisko Słońca, tak że nasza odległość od asteroid wynosi też odpowiednio r i 2r (zakładam, że r jest dużo większe od odległości obserwator-Słońce, chociaż być może nie jest to potrzebne założenie, nie chce mi się myśleć). Skoro asteroidy są zwierciadłami, to my tak naprawdę widzimy w nich odbicia Słońca z daleka, słabsze (mniej jasno świecące) w tym dalszym. Odbicie Słońca w pierwszym, bliższym zwierciadle dostarcza tyle samo światła, jak gdybyśmy obserwowali Słońce znajdujące się w odległości 2r za za pierwszą asteroidą. Analogicznie, dla drugiego zwierciadła mamy taki sam obraz Słońca, jak gdyby znajdowało się w odległości 4r od obserwatora. Zatem pierwsze odbicie dostarcza ilość światła x/(4*r^2), gdzie x to jakaś stała, natomiast ilość światła z drugiego, to x/(16*r^2). Czyli pierwsze jest 4 razy większe od drugiego.
cyjanobakteria, 25 sierpnia 2021, 19:39
Intensywność światła lasera też maleje z kwadratem. Różnica polega na tym, że wiązka promieni jest praktycznie równoległa. Intensywność maleje jednak z polem oświetlonej powierzchni. Można to potraktować tak, że wiązka lasera ma duży mnożnik poza nawiasem, który nie wchodzi w kwadrat, dlatego nie odczuwa się tak spadku jasności. Wskaźnik laserowy, który na Ziemi tworzy czerwoną kropkę dla kota, na Marsie oświetli cały kontynent
Dawno nie bawiłem się optyką, ale zwierciadła płaskie nie mają znaczenia, bo światło pochodzi i tak z tego samego źródła czyli ze Słońca.
W wyliczeniu jest chyba błąd, bo powinno być (1/r^2)^2 dla pierwszej asteroidy, a dla drugiej (1/(2r)^2)^2, czyli daje to różnicę 1/16
Oczywiście asteroida pokryta lustrami będzie lepiej widoczna. Można to zaobserwować na przykładzie ISS albo satelitów, które to potrafią błysnąć panelami kiedy przelatują nad głową, co zwiększa skokowo ilość raportów o obserwacjach UFO w danym regionie
Przy okazji, zastanawialiście się kiedyś dlaczego astronomowie amatorzy, którzy spędzają całe godziny obserwując niebo, nie mają nadreprezentacji w raportach o UFO? 
Po prostu rozumieją to, co obserwują 
peceed, 25 sierpnia 2021, 20:25
W skrócie:
Równanie radarowe działa również dla fal elektromagnetycznych w oknie optycznym :P
darekp, 25 sierpnia 2021, 23:11
Wydaje mi się (tak "na chłopski rozum"), że na odległościach, na których wiązkę światła z lasera można uznać za równoległą, intensywność światła nie będzie malała (przynajmniej w próżni, bo jeśli nie w próżni, to jeszcze ośrodek, przez który światło przechodzi, może pochłaniać część fotonów). Oczywiście jeśli wiązka rozbiegnie się i z początkowej plamki dla kota stanie się tak duża, że obejmie powierzchnię milion razy większą, będzie miała milion razy mniejszą intensywność na centymetr kwadratowy. Po prostu, spodziewam się, że te fotony nigdzie nie giną, tylko są skupiane raz na mniejszej, raz na większej powierzchni.
Znalazłem w internecie równanie radarowe, rzeczywiście jest r^4 w mianowniku: http://www.radary.az.pl/zasieg.php. W wyprowadzeniu traktuje się cel odbijający (czyli w naszym wypadku asteroidę) jako nowy nadajnik wysyłający promieniowanie we wszystkich kierunkach równomiernie. Przypuszczam, że jest to precyzyjniejsze założenie niż moje w stosunku do rzeczywistych asteroid, bo one w typowych sytuacjach mają kształt zbliżony do kuli, więc padającą na nie nawet równoległą wiązkę światła odbiją na dużą powierzchnię (z grubsza połowę otaczającej asteroidę sfery, za siebie raczej nie będą odbijać). Ja "przedobrzyłem" próbując traktować je jak płaskie lustra. Więc wychodzi, że ta potęga 4 w mianowniku jest skutkiem kształtu odbijającego światło ciała.
cyjanobakteria, 26 sierpnia 2021, 09:27
To nie pierwszy raz kiedy chłopski rozum zawodzi
Intensywność zawsze maleje z kwadratem, bo jest zależna od pola powierzchni oświetlonej, a ta jest liczona dla koła (uproszczenie!) według wzoru PI * r^2, przy czym w tym wypadku r to promień koła, a nie odległość od źródła światła. Na chłopski rozum w laserze masz "duży mnożnik po za nawiasem", który wpływa na to, że intensywność jest wysoka, bo transmisja jest mocno kierunkowa, a promienie praktycznie równoległe.
Płaskie lustra nic nie zmieniają. Czwarta potęga jest skutkiem "inverse square law".
https://en.wikipedia.org/wiki/Inverse-square_law
Ciekawe materiały do poczytania