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1I/'Oumuamua

asteroide interstellare
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1I/'Oumuamua[2], noto anche come 2017 U1, è il primo asteroide interstellare classificato come tale. L'esistenza di asteroidi interstellari come pure di comete interstellari è stata teorizzata da decine di anni, ma fino alla scoperta di 2017 U1 l'esistenza di questi tipi di oggetti era solo un'ipotesi.

1I/ʻOumuamua
Percorso dell'asteroide 'Oumuamua così come sarebbe stato visto dall'esterno del sistema solare.
Scoperta18 ottobre 2017
ScopritorePan-STARRS
ClassificazioneAsteroide interstellare
Classe spettrale?
Designazioni
alternative		P10Ee5V,
C/2017 U1 PANSTARRS,
A/2017 U1,
1I, 1I/2017 U1,
1I/'Oumuamua,
1I/2017 U1 ('Oumuamua)
Parametri orbitali
(all'epoca 2458051,52455400,5
25 ottobre 2017[1])
Perielio0,254 UA
Inclinazione
sull'eclittica		122,592°
Eccentricità1,193716
Longitudine del
nodo ascendente		24,603°
Argom. del perielio241,521°
Dati fisici
Diametro medio100/150 m
Dati osservativi
Magnitudine app.
  • 19,6 (max)
Magnitudine ass.22,08

La sua scoperta ha imposto alla IAU la necessità di stabilire una nuova denominazione nonché di dare un nome all'oggetto. In tempi molto rapidi l'oggetto è stato quindi denominato ufficialmente 1I/'Oumuamua, in cui il numero 1 indica che si tratta del primo oggetto di questo tipo catalogato, la I proviene dall'indicazione Interstellare, mentre ʻOumuamua (con l'ʻOkina iniziale) significa "messaggero che arriva per primo da lontano" o "messaggero da un lontano passato" in lingua hawaiana (ʻou significa "raggiungere" e mua "prima, in anticipo"), in onore dell'arcipelago dove è situato l'osservatorio che ne ha effettuato la scoperta. Sono accettabili anche le denominazioni 1I, 1I/2017 U1, e 1I/2017 U1 ('Oumuamua)[3]. Un recente studio condotto da due astrofisici dell’Arizona State University, Steven Desch e Alan Jackson della School of Earth and Space Exploration, ha ipotizzato che si tratta di un frammento di un pianeta simile a Plutone proveniente da un altro sistema planetario [4].

Anche se la designazione 1I indica "1º interstellare"[5][6], in realtà il primo oggetto interstellare osservato è stata la polvere raccolta nel 2004[7] tramite la sonda NASA/ESA Ulysses[8]),[9][10][11][12]

Scoperta

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L'asteroide è stato scoperto il 18 ottobre 2017 da Robert J. Weryk, un membro del team che lavora al Pan-STARRS[13][14], e alcuni giorni dopo sono state rintracciate immagini di prescoperta risalenti al 14 e al 17 ottobre 2017[15].

Traiettoria iperbolica

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Al contrario dei corpi celesti appartenenti al sistema solare, 2017 U1 ha un'orbita iperbolica: per quanto una parte delle comete mostri orbite definite iperboliche, si tratta di una definizione derivante dalla mancanza di sufficienti dati osservativi o di modalità di calcolo. Per esempio, sostituendo il centro del Sole con il baricentro del sistema solare, quasi tutte le orbite paraboliche spariscono, sostituite da orbite ellittiche a lunghissimo periodo. In alcuni casi, invece, si hanno effettive orbite iperboliche, come nel caso della C/1980 E1 Bowell, ma questi casi dovuti a perturbazioni causate da Giove.

L'asteroide ha raggiunto il punto di massima vicinanza al Sole, 38 milioni di km, il 9 settembre 2017 e la minima distanza dalla Terra, circa 24 milioni di km, il 14 ottobre 2017, quattro giorni prima di essere scoperto[16].

Alla velocità attuale di 50 km/s rispetto alla Terra, in ipotetico caso di collisione col pianeta l'asteroide sprigionerebbe un'energia dell'ordine dei 300 megatoni, essendo 1 megatone pari a 4,18×1015 J e possedendo 'Oumuamua un'energia cinetica data dalla formula E = 0,5 × m × v² = 0,5 × (3400 kg/m³) × (281 750 m³) × (50 000 m/s)².

Caratteristiche orbitali

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1I/'Oumuamua sembra provenire all'incirca dalla direzione della stella Vega nella costellazione della Lira, a 18H 40m 34s (280,14°) di ascensione retta e +34,15° di declinazione[17]. Questo punto è situato a circa 6° di distanza dalle coordinate celesti dall'apice solare: l'apice solare è il punto verso cui apparentemente sembra dirigersi il sistema solare; si tratta in effetti del punto di tangenza del sistema solare rispetto al baricentro della nostra galassia: è anche il punto da cui più probabilmente dovrebbero pervenire nel sistema solare corpi celesti estranei ad esso ed è altamente significativo che 2017 U1 provenga da una direzione a soli 6° di distanza da esso. Statisticamente c'è una possibilità su 1800 che questo fatto sia casuale. Un arco di osservazione di due settimane aveva verificato una traiettoria fortemente iperbolica e la sua velocità relativa rispetto al sistema solare di 26,22 km/s[17][18].

A metà novembre del 2017 gli astronomi erano certi che si trattasse di un oggetto interstellare.[19] L'eccentricità orbitale di ʻOumuamua è 1,20, la più alta mai osservata, fino alla scoperta di 2I/Borisov nell'agosto 2019. Un'eccentricità superiore a 1,0 significa che un oggetto supera la velocità di fuga dal Sole e che potrebbe fuggire nello spazio interstellare. Mentre un'eccentricità leggermente superiore a 1,0 può essere ottenuta mediante incontri con i pianeti, come è accaduto con il precedente detentore del record, C/1980 E1, l'eccentricità di ʻOumuamua è così alta che non può verificarsi a causa di un incontro con uno qualsiasi dei pianeti del sistema solare. Anche i pianeti sconosciuti nel Sistema Solare, se mai dovessero esistere, non potrebbero spiegare la traiettoria di ʻOumuamua, né aumentare la sua velocità relativa a quella osservata. Per questi motivi, ʻOumuamua non può che essere di origine interstellare.[20]

ʻOumuamua è entrato nel sistema solare da nord rispetto al piano dell'eclittica, l'attrazione gravitazionale del Sole ha causato un'accelerazione dell'oggetto fino a raggiungere la sua velocità massima di 87,71 km/s, passando, il 6 settembre a sud del piano dell'eclittica e raggiungendo il perielio il 9 settembre, avvenuto a una distanza di 0,255 UA dal Sole. Il 14 ottobre ha attraversato l'orbita terrestre, a una distanza minima di 0,1618 UA (24,2 milioni di km) dalla Terra, il 1 novembre quella di Marte, oltre l'orbita di Giove nel maggio 2018, oltre quella di Saturno nel gennaio 2019 e oltre quella di Nettuno nel 2022. ʻOumuamua continuerà a rallentare fino a raggiungere una velocità di 26,33 chilometri al secondo (94800 km/h) rispetto al Sole, la stessa velocità che aveva prima del suo avvicinamento al sistema solare.[21] Il passaggio ravvicinato col Sole ha modificato la sua traiettoria originaria e ora sta viaggiando in direzione di un punto situato nella costellazione del Pegaso[16][21][22]

Durante il passaggio al perielio è stata registrata[23] un'accelerazione non gravitazionale pari a circa 0,000005 m/s². Questa potrebbe venire spiegata come effetto della radiazione solare se 'Oumuamua avesse uno spessore compreso tra 0,3 e 0,9 mm, ovvero fosse una "vela solare" artificiale. L'accelerazione non gravitazionale registrata richiederebbe l'applicazione ad 'Oumuamua di una forza pari a 4800 N, assumendo per l'asteroide densità analoga a quella di Vesta (3400 kg/m³), in base all'equazione del moto F = m × a e alle dimensioni ipotizzate di 230 × 35 × 35 m, pari a un volume di 281750 m³.

Caratteristiche fisiche

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Da osservazioni spettroscopiche è stato ipotizzato che sulla superficie di 'Oumuamua sia presente uno strato di materiale organico spesso circa 50 cm. Si suppone che questa impedisca[24] la sublimazione del ghiaccio contenuto al suo interno, ostacolando quindi la formazione della scia che ci si aspetterebbe con questo tipo di traiettoria rispetto al Sole.[25]

Il suo periodo di rotazione sembra essere maggiore di 5 ore, la sua luminosità varia di 2,5 magnitudine[26], indice di una forma allungata lontana dalla forma sferica; una spiegazione alternativa potrebbe essere una notevole variabilità dell'albedo: questi dati devono essere verificati. Nello studio si afferma inoltre che non è stata riscontrata alcuna evidenza di una chioma, di una coda, né altre attività cometarie come la presenza di materiale volatile[27].

Sergey Mashchenko, Un astrofisico della McMaster University, ha valutato i modelli della luminosità dell’oggetto, concludendo che la probabilità che 'Oumuamua avesse la forma di un sigaro era ridotta, mentre la probabilità che avesse la forma di un disco sottile era del 91 per cento circa[28][29].

 
 
Variazione della luminosità nel tempo

In un articolo pubblicato nel 2018 da Abraham Loeb e Shmuel Bialy si afferma che, per poter giustificare la graduale accelerazione di 'Oumuamua, lungo una traiettoria che deviava da quella determinata dalla sola forza di gravità del Sole, l’oggetto doveva avere uno spessore inferiore al millimetro e un diametro di almeno venti metri: solo in tal caso, infatti, la forza della radiazione solare avrebbe avuto l’effetto osservato su 'Oumuamua[30][31].

Provenienza

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Pur non essendo disponibili sufficienti dati tali da determinare da quale sistema stellare provenga l'asteroide, uno studio[32] basato sulla sua composizione farebbe supporre che 1I/'Oumuamua possa provenire da una coppia di stelle orbitante intorno ad un centro comune di massa.[33]

Uno studio pubblicato a giugno 2018, basato sull'analisi dei dati ricavati da osservazioni precedenti, suggerisce che questo corpo celeste sia una cometa, sebbene non abbia mostrato alcuna attività cometaria in modo evidente. Infatti, la sua traiettoria è risultata modificata da azioni non gravitazionali che potrebbero essere state determinate da getti liberatisi nell'attraversamento del sistema solare interno. Lo studio ha inoltre determinato che il corpo è entrato nel sistema solare dalla direzione della costellazione della Lira. Questo lavoro, dovuto ad una collaborazione internazionale, ha visto coinvolti gli astronomi italiani Marco Micheli della ESA-ESRIN di Frascati, che ha scoperto tali effetti non-gravitazionali, e Davide Farnocchia collaboratore al JPL.[34][35]

Il professore dell'Università di Harvard Avi Loeb sostiene che 'Oumuamua potrebbe essere un artefatto alieno.[36] Tale ipotesi rimane sostanzialmente speculativa. Maggiori informazioni potranno forse provenire dallo studio di altri eventuali futuri oggetti con traiettorie interstellari: a tal fine sono state proposte alcune possibili missioni spaziali nel caso venissero avvistati, con sufficiente anticipo rispetto al perielio, altri oggetti con traiettorie nettamente iperboliche.

La scoperta di 'Oumuamua e della sua provenienza extrasolare ha ispirato il romanzo di fantascienza Wormhole, di Umberto Guidoni e Donato Altomare.[37]

Note

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  1. ^ (EN) Yeomans, D.K., 1 (A/2017 U1), su Small-Body Database, Jet Propulsion Laboratory (JPL). URL consultato il 29 ottobre 2017.
  2. ^ (EN) Gareth V. Williams, MPEC 2017-V17: New Designation Scheme for Interstellar Objects, su minorplanetcenter.net, IAU, MPC, 6 novembre 2017.
  3. ^ MPEC 2017-V17 : NEW DESIGNATION SCHEME FOR INTERSTELLAR OBJECTS, su minorplanetcenter.net. URL consultato il 30 dicembre 2021.
  4. ^ (EN) 1I/‘Oumuamua as an N2 ice fragment of an exo-pluto surface II: Generation of N2 ice fragments and the origin of ‘Oumuamua
  5. ^ The IAU approves new type of designation for interstellar objects | IAU
  6. ^ (EN) Solar System’s First Interstellar Visitor Dazzles Scientists - NASA, su nasa.gov. URL consultato l'8 gennaio 2024.
  7. ^ (EN) https://www.jpl.nasa.gov, Stardust - Comet Missions - NASA Jet Propulsion Laboratory, su NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL). URL consultato l'8 gennaio 2024.
  8. ^ (DE) Startseite, su Max-Planck-Institut für Kernphysik, 2 gennaio 2024. URL consultato l'8 gennaio 2024.
  9. ^ (EN) E. Grün, H. A. Zook e M. Baguhl, Discovery of Jovian dust streams and interstellar grains by the Ulysses spacecraft, in Nature, vol. 362, n. 6419, 1993-04, pp. 428–430, DOI:10.1038/362428a0. URL consultato l'8 gennaio 2024.
  10. ^ Interstellar Dust - an overview | ScienceDirect Topics, su www.sciencedirect.com. URL consultato l'8 gennaio 2024.
  11. ^ Sample Return Missions, Elsevier, 2021, DOI:10.1016/c2018-0-03374-5, ISBN 978-0-12-818330-4. URL consultato l'8 gennaio 2024.
  12. ^ Amir Siraj e Abraham Loeb, Halo Meteors, in New Astronomy, vol. 84, 1º aprile 2021, pp. 101545, DOI:10.1016/j.newast.2020.101545. URL consultato l'8 gennaio 2024.
  13. ^ Small Asteroid or Comet 'Visits' from Beyond the Solar System, su ifa.hawaii.edu. URL consultato il 30 dicembre 2021.
  14. ^ MPEC 2017-U181: COMET C/2017 U1 (PANSTARRS), su minorplanetcenter.net. URL consultato il 30 dicembre 2021.
  15. ^ MPEC 2017-U185: A/2017 U1, su minorplanetcenter.net. URL consultato il 30 dicembre 2021.
  16. ^ a b (EN) Small asteroid or comet ‘visits’ from beyond the solar system, su hawaii.edu.
  17. ^ a b Kinematics of the Interstellar Vagabond A/2017 U1
  18. ^ Karen J. Meech et al., A brief visit from a red and extremely elongated interstellar asteroid, in Nature, vol. 552, novembre 2017, pp. 378-381.
  19. ^ pubblicazione, Mysterious object confirmed to be from another solar system, 20 novembre 2017.
  20. ^ Jason T. Wright, On Distinguishing Interstellar Objects Like 'Oumuamua From Products of Solar System Scattering, in Research Notes of the AAS, vol. 1, n. 1, arXiv:1712.06044..
  21. ^ a b Pseudo-MPEC" for A/2017 U1 = 1I = ʻOumuamua, su projectpluto.com.
  22. ^ Le effemeridi attuali possono essere scaricate direttamente dal sito Horizons della NASA (EN) 1I/'Oumuamua (A/2017 U1), su ssd.jpl.nasa.gov. URL consultato il 15 novembre 2018.
  23. ^ (EN) Andreas M. Hein, Nikolaos Perakis et al., Project Lyra: Sending a Spacecraft to 1I/’Oumuamua (former A/2017 U1), the Interstellar Asteroid (PDF), 19 ottobre 2018.
  24. ^ Lo schermo "organico" che protegge ‘Oumuamua, su lescienze.it, 19 dicembre 2017.
  25. ^ (EN) Alan Fitzsimmons et al., Spectroscopy and thermal modelling of the first interstellar object 1I/2017 U1 ‘Oumuamua (abstract), in Nature, 18 dicembre 2017, DOI:10.1038/s41550-017-0361-4.
  26. ^ (EN) Light curve of interstellar asteroid `Oumuamua, su eso.org. URL consultato il 3 settembre 2020.
  27. ^ Matthew M. Knight, Silvia Protopapa e Michael S. P. Kelley, On the rotation period and shape of the hyperbolic asteroid 1I/`Oumuamua (2017) U1 from its lightcurve, in The Astrophysical Journal, vol. 851, n. 2, 12 dicembre 2017, pp. L31, DOI:10.3847/2041-8213/aa9d81. URL consultato il 3 settembre 2020.
  28. ^ Sergey Mashchenko, Modelling the Light Curve of ‘Oumuamua. Evidence for Torque and Disk-Like Shape, in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society», vol. 489, n. 3, Oxford University Press, 1 Novembre 2019, pp. 3003-3021.
  29. ^ «Assuming random orientation of the asteroid’s angular momentum vector, we computed the probability that our best-fitting models can produce light curve minima as deep as the observed ones. This analysis demonstrated that the disc shape (probability 91 per cent) is much more likely than the cigar shape (probability 16 per cent)». https://arxiv.org/pdf/1906.03696.pdf
  30. ^ Abraham Loeb, Could Solar Radiation Pressure Explain 'Oumuamua's Peculiar Acceleration?, in The Astrophysical Journal Letters, vol. 868, n. 1, Novembre 2018.
  31. ^ We have shown that the observed non-gravitational acceleration of ‘Oumuamua may be explained by solar radiation pressure. This requires a small mass-to-area ratio for ‘Oumuamua of (m/A)≈0.1 g cm¯². For a planar geometry and typical mass densities of 1–3 g cm¯² this gives an effective thickness of only 0.9–0.3 mm, respectively. Could Solar Radiation Pressure Explain 'Oumuamua's Peculiar Acceleration?
  32. ^ (EN) Alan P Jackson et al., Ejection of rocky and icy material from binary star systems: Implications for the origin and composition of 1I/‘Oumuamua (abstract), in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 19 marzo 2018, DOI:10.1093/mnrasl/sly033.
  33. ^ (EN) Jake Parks, Interstellar asteroid ‘Oumuamua came from binary star system, su astronomy.com, 22 marzo 2018.
  34. ^ (EN) Micheli M et al., Non-gravitational acceleration in the trajectory of 1I/2017 U1 ('Oumuamua) (abstract), in Nature, vol. 559, 27 giugno 2018, pp. 223–226, DOI:10.1038/s41586-018-0254-4.
  35. ^ Delusione! ‘Oumuamua è “solo” una cometa, su lescienze.it, 27 giugno 2018. URL consultato il 28 giugno 2018.
  36. ^ Is That an Alien Probe? A Harvard Astronomer Thinks It Might Be (PDF), su cfa.harvard.edu.
  37. ^ Umberto Guidoni, Donato Altomare, Wormhole, Mursia, 2022.

Bibliografia

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  • Abraham Loeb, Non siamo soli, Mondadori Libri, 2020. ISBN 9788835714972.
  • Avi Loeb, Le Premier Signe d'une vie intelligente extraterrestre, Editions Seuil, 2021. ISBN 9782021440416.

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Collegamenti esterni

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