Wizja artystyczna pokazuje pierwszy międzygwiezdny obiekt odkryty w Układzie Słonecznym, Oumuamua. Obserwacje wykonane za pomocą Kosmicznego Teleskopu Hubble'a i innych pokazują, że obiekt porusza się szybciej niż przewidywano podczas opuszczania Układu Słonecznego. Naukowcy zakładają, że za takie zachowanie odpowiada wyrzucanie materiału z jego powierzchni w wyniku ogrzewania słonecznego. To odgazowanie można zobaczyć jako subtelna chmura wyrzucana z boku obiektu zwróconego w stronę Słońca. Ponieważ odgazowywanie jest zachowaniem typowym dla komet, zespół uważa, że poprzednia klasyfikacja Oumuamua jako asteroidy międzygwiezdnej musi zostać poprawiona. Źródło: ESA/Hubble, NASA, ESO, M. Kornmesser

Astronomowie zauważyli obiekt, który prawdopodobnie jest bardzo rzadkim gościem spoza Układu Słonecznego. Jeśli zostanie to potwierdzone, to niezwykłe ciało byłoby drugim obiektem międzygwiezdnym, jaki kiedykolwiek wykryto w naszym sąsiedztwie.

Podobnie jak fascynujący „Oumuamua” w kształcie cygara, który przeleciał w 2017 roku, ten jasny obiekt jest również kometą, ale przecina na niebie zupełnie inny kształt. Nowy obiekt, nazwany C/2019 Q4 (Borisov), został po raz pierwszy wykryty 30 sierpnia przez amatorskiego astronoma Giennadija Borysowa.

Comet C/2019 Q4
Comet C/2019 Q4

Mniej więcej tydzień później Marco Micheli z ESA (European Space Agency – Europejska Agencja Kosmiczna) Near-Earth Object Coordination Centre uzyskał zdjęcia za pośrednictwem Międzynarodowej Naukowej Sieci Optycznej i wykonał kilka pomiarów pozycji przy użyciu danych wykonanych za pomocą teleskopu Kanada-Francja-Hawaje na Hawajach.

Dane te potwierdziły niezwykłą orbitę obiektu, o czym po raz pierwszy poinformował system NASA Scout, monitorujący w czasie rzeczywistym nowo odkryte asteroidy i komety. ESA analizuje teraz wszystkie dostępne dane, a także planuje więcej obserwacji w celu dalszego udoskonalenia trajektorii obiektu w przestrzeni. Pomimo monitorowania przez wiele teleskopów i astronomów na całym świecie, wciąż istnieje niepewność co do pochodzenia tego interesującego obiektu.

Podobnie jak rozwijająca się historia Oumuamua – początkowo uważana za asteroidę, a następnie kometę – wygląda na to, że będzie to kolejne ekscytujące naukowe badanie niezwykłego gościa, które pomoże poszerzyć naszą wiedzę na temat tworzenia się Układu Słonecznego.

Między gwiazdami

Obiekt międzygwiezdny znajduje się „między gwiazdami”, wędruje przez przestrzeń i nie jest już związany ani „uwięziony” na orbicie wokół żadnej konkretnej gwiazdy, wokół której się utworzył.

Astronomowie mogą wiele powiedzieć o obiekcie z kształtu jego orbity, w szczególności o jego ekscentryczności – o ile jest „rozciągnięta”.

Hiperboliczna orbita komety C / 2019 Q4
Hiperboliczna orbita komety C / 2019 Q4

Planety na prawie idealnych okrągłych orbitach wokół swojej gwiazdy, na przykład Ziemia, mają mimośrodowość bliską zeru.

Komety i asteroidy na orbicie wokół ciała o wydłużonych ścieżkach opisano jako mające mimośrodowość od zera do jednego. Obiekty międzygwiezdne o mimośrodowości większej niż jeden są „hiperboliczne”.

Obecne obserwacje silnie sugerują, że C/2019 Q4 jest międzygwiezdny, jego orbita jest bardzo wydłużona z mimośrodem około trzech. Wiemy jednak również, że niepewność tych wczesnych obserwacji jest wysoka, ponieważ zostały one wykonane, gdy obiekt znajdował się w pobliżu Słońca na niebie i blisko horyzontu – dwa czynniki, które negatywnie wpływają na jakość obserwacji. Wymagane są dodatkowe pomiary w dłuższym okresie czasu, aby dokładniej określić orbitę obiektu, by potwierdzić skąd pochodzi i dokąd zmierza.

Kiedy kometa lub asteroida zostaną wykryte po raz pierwszy, jest to tylko niewielki punkt światła. Jednak z czasem wielokrotne obserwacje pozwalają astronomom „narysować łuk na niebie”, z którego można ekstrapolować orbitę obiektu.

„Pracujemy teraz nad uzyskaniem większej liczby obserwacji tego niezwykłego obiektu. Musimy poczekać kilka dni, aby naprawdę ustalić jego pochodzenie za pomocą obserwacji, które albo udowodnią obecną tezę, że jest ona międzygwiezdna, albo może drastycznie zmienią nasze rozumienie.”

– powiedział Marco Micheli z ESA Near-Earth Object Coordination Centre.

Brudne śnieżki

Jak dotąd wiemy, że C/2019 Q4 to stosunkowo duża aktywna kometa o średnicy kilku kilometrów. Oczekuje się, że swoje najbliższe podejście do Słońca rozpocznie na początku grudnia, w odległości około 300 milionów kilometrów od naszej gwiazdy. W tej odległości nie jest uważany za obiekt bliski Ziemi (NEO) – kometę lub asteroidę, których orbity znajdują się blisko orbity ziemskiej lub okresowo ją przecinają. Obecnie znanych jest ponad 20 000.

Aktualnie prędkość komety wynosi około 150 000 km/h, czyli jest znacznie wyższa od typowych prędkości obiektów krążących wokół Słońca i znajdujących się w tej odległości. Wysoka prędkość wskazuje nie tylko, że obiekt prawdopodobnie pochodzi spoza Układu Słonecznego, ale także, że z niego wyleci w przestrzeń międzygwiezdną.

Komety są zimnymi, kruchymi i nieregularnymi ciałami złożonymi z zamarzniętych gazów i ziaren pyłu. Zwykle podróżują po bardzo wydłużonych – lub rozciągniętych – orbitach wokół Słońca, spędzając większość czasu daleko w ujemnych temperaturach, ale mijając na krótko naszą gwiazdę. Jeśli przejdą wystarczająco blisko, promieniowanie słoneczne powoduje, że lotne gazy komety sublimują – przechodząc od litego lodu do pary gazowej w jednym kroku, zabierając ze sobą małe kawałki stałego materiału i tworząc ogromne „ogony”, które ciągną się za lodowym ciałem.

Przechwytywacz komet

Gdyby kometa C/2019 Q4 weszła do naszego Układu Słonecznego kilka lat później, mogłaby być potencjalnym kandydatem do misji ESA Comet Interceptor (tł. Przechwytywacz komety). Głównym celem misji, składającej się z trzech statków kosmicznych, będzie odwiedzenie naprawdę nieskazitelnej komety w chmurze Oorta, ale może ona obejmować obiekt międzygwiezdny, gdy rozpocznie swoją podróż do wewnętrznego Układu Słonecznego.

Jeśli obiekt zostanie potwierdzony jako międzygwiezdny, tak jak Oumuamua, odkrycie dwóch takich ciał w ciągu zaledwie dwóch lat może sugerować, że obiekty te są znacznie częstsze niż wcześniej podejrzewano.

Dlaczego to odkrycie jest ważne?

Dlaczego obiekty spoza naszego Układu Słonecznego są tak ważne do badania? Czego możemy się dowiedzieć o kosmosie i naszym pochodzeniu, badając je?

Jednym z wielkich pytań, jakie mamy w całej astronomii, a nawet poza nią, jest: „Czy jesteśmy sami?” Czy nasz układ słoneczny i nasza planeta są wyjątkowe? Czy jest w nas coś zupełnie innego niż reszta naszej galaktyki i wszechświata? Naprawdę niemożliwe jest udzielenie pełnej odpowiedzi na pytanie, ale ciekawe w przypadku obiektu międzygwiezdnego jest to, że możemy zobaczyć, jak podobny lub niepodobny jest on do obiektów w naszym Układzie Słonecznym. Jeśli okaże się, że ta kometa jest typowa, jak te, które widzimy w naszym Układzie Słonecznym, wówczas pomyślimy: „Cóż, w porządku. Może nie jesteśmy tak wyjątkowi pod względem składu”. A może będzie to naprawdę dziwaczna chemia, a my powiemy: „Wow! Tam jest naprawdę dziko!”

Zaletą komet jest to, że są aktywne. Komety mają wokół siebie rozproszoną komę (pyłowo-gazową atmosferę), a za nimi ogon powstały, kiedy światło słoneczne uderza w lotne materiały na powierzchni i powoduje ich odparowanie. Podnosząc się z powierzchni, podnoszą również inny materiał. Podczas gdy asteroida jest obojętną skałą, w komecie zachodzi wiele procesów chemicznych. Można zrozumieć nieco więcej z gazów i pyłu uwalnianych z komety i uzyskać znacznie lepsze pojęcie o jej składzie.