Wie Zwei Eindringlinge Aus Dem Interstellaren Raum Die Astronomie Auf Den Kopf Stellen

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Anonim

Wissenschaftler versuchen herauszufinden, was die ersten Objekte sind, die aus fernen Regionen des Universums in das Sonnensystem eindrangen

Wie zwei Eindringlinge aus dem interstellaren Weltraum die Astronomie auf den Kopf stellen - Komet, Asteroid, Oumuamua, Weltraum
Wie zwei Eindringlinge aus dem interstellaren Weltraum die Astronomie auf den Kopf stellen - Komet, Asteroid, Oumuamua, Weltraum

Ein Amateurastronom der Krim, der am 30. August in den Himmel spähte, hätte das nicht gedacht wird einen Kometen entdecken.

Komet 2I / Borisov ist jedoch kein einfaches Objekt. Dies ist das zweite Objekt, das unser Sonnensystem aus dem interstellaren Raum besucht. Heute sind alle Teleskope der Erde auf ihn gerichtet und Entdeckungen folgen nacheinander.

Ein Artikel aus der Zeitschrift "Nature", übersetzt von INOSMI.

Von den Gipfeln auf Hawaii bis zu den Hochebenen der Anden werden die leistungsstärksten Teleskope der Erde in den kommenden Wochen ihren Blick auf einen schwachen Lichtfleck am Sternenhimmel richten.

Derselbe Abschnitt des Firmaments wird die Aufmerksamkeit des Krim-Amateurastronomen Gennadi Borisov und vieler anderer Astronomiebegeisterter auf sich ziehen, die Schlaf und Ruhe opfern, um die seltenste Gelegenheit zu nutzen.

Von Borisov. entdecktes Objekt

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Am Himmel suchen sie nach einem seltenen Besucher, der sich der Sonne mit minimalem Abstand nähert. Danach haben sie nur noch wenige Monate Zeit, um möglichst viele Informationen über dieses Objekt zu sammeln, bevor es für immer in der kosmischen Dunkelheit verschwindet.

Dieses Stück Fels und Eis begann seine Reise vor Millionen von Jahren, viele Lichtjahre von der Erde entfernt. Er wurde durch einen starken Gravitationsschub herausgeschleudert – vielleicht von einem nahegelegenen Planeten oder vielleicht von einem im Weltraum fliegenden Stern.

Seitdem driftet dieses Objekt im Weltraum zwischen den Planeten, und nun steuert es auf uns zu.

Am 30. August bemerkte Borisov dieses Objekt am Morgenhimmel. Es strahlte ein schwaches Licht aus und hinterließ eine breite, unebene Spur. Das Objekt wurde Komet genannt. 2I / Borisov zu Ehren seines Entdeckers. Der Komet hat die Aufmerksamkeit der ganzen Welt auf sich gezogen, denn er ist erst das zweite Objekt (abgesehen von exotischen Staubpartikeln), das aus dem interstellaren Raum in unser Sonnensystem gelangt ist.

„Dies ist mein achter Komet, und er ist unglaublich“, sagt Borisov. "Es ist für mich ein großer Erfolg, dass ich so ein einzigartiges Objekt entdeckt habe."

Es unterscheidet sich stark vom ersten interstellaren Außerirdischen, einem kleinen, dunklen, kopfsteinpflasterähnlichen Objekt namens 1I / Oumuamua und flog 2017 an der Sonne vorbei. Dieses Paar interstellarer Objekte hat die Art und Weise verändert, wie Wissenschaftler über 10. denken26 eisige Weltraumkörper, die planlos entlang der Milchstraße fliegen.

Oumuamua-Objekt

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1I / Oumuamua und 2I / Borisov gaben Forschern unter anderem erstmals die Möglichkeit, die physikalische und chemische Zusammensetzung der Wolken aus zerkleinertem Weltraumschrott, die junge Sterne umgeben und als Planetenentstehungsstätten dienen, direkt zu betrachten. Solche Proben aus anderen Planetensystemen ermöglichen es Wissenschaftlern zu verstehen, ob unser Sonnensystem einzigartig ist oder die gleichen strukturellen Elemente wie andere Systeme in der Milchstraße aufweist.

Da Astronomen den Kometen 2I / Borisov bei seiner Annäherung an das Sonnensystem bemerkten, werden sie viele Monate Zeit haben, ihn zu untersuchen - im Gegensatz zu 1I / Oumuamua, das erst entdeckt wurde, als es es verließ.

Aus diesem Grund hoffen sie, viel mehr über den Kometen von Borisov zu erfahren, etwa die chemische Zusammensetzung seiner gefrorenen Eisbasis. Für sie ist dies die beste Gelegenheit, ein Objekt zu betrachten, das in einem anderen Sternensystem entstanden ist.

Da Teleskope ständig den Himmel untersuchen und nach subtilen und sich schnell bewegenden Objekten suchen, erwarten Wissenschaftler in den kommenden Jahren viele neue Außerirdische aus dem interstellaren Raum.

„Es ist so aufregend zu sehen, wie sich die Dinge plötzlich entwickeln und ein neues Forschungsgebiet entsteht“, sagt Michele Bannister, Astronomin an der Queens University in Belfast.

VON STAUB

Interstellare Objekte könnten aus der Tatsache entstehen, dass sich gefrorene Körner ansammelten und sich in die Gas- und Staubscheibe um den jungen Stern verbanden. Im Bereich solcher Scheiben bildet sich zunächst ein kleiner Planetenkern, der dann durch Kollisionen und Gravitationsschocks auf andere zirkumstellare Umlaufbahnen zu springen beginnt.

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Die Planeten durchschneiden die eisigen Trümmer wie ein Schneepflug, der die Straße von Hagel räumt. Simulationen zeigen, dass die Planeten mehr als 90% dieser "Hagelkörner" aus ihrem Einflussbereich in den interstellaren Raum werfen.

Sie treiben allein dorthin, bis sie einem anderen Stern nahe genug kommen, um aufgrund der Schwerkraft einen kurzen Besuch abzustatten.

Astronomen erwarteten, dass das erste von ihnen entdeckte interstellare Objekt wie ein typischer Komet aussehen würde. Die meisten Kometen erreichen das Sonnensystem aus einer fernen, kugelförmigen Region, die als Oortsche Wolke bekannt ist.

Dies ist eine Art Deep Space Freeze, und diese Region ist tausendmal weiter von der Sonne entfernt als Pluto. Von Zeit zu Zeit stört etwas den Frieden in dieser Sphäre und schickt einen der Kometen in Richtung Sonne.

Es nähert sich unserem Stern, erwärmt sich allmählich und sein Kern beginnt, Staub und Gas auszustoßen, die den klassischen Kometenschweif bilden.

Aber als der erste interstellare Besucher auftauchte, sah er nicht wie ein gewöhnlicher Komet aus. Im Gegensatz dazu war Oumuamua winzig, nur 200 Meter breit und solide. Es hatte die Form einer Zigarre mit einem zerknitterten Ende. Vielleicht ist das alles, was Wissenschaftler herausgefunden haben, da Oumuamua das Sonnensystem sehr schnell verlassen hat.

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Aber interstellar 2I / Borisov sieht aus wie ein gewöhnlicher Komet. Und Wissenschaftler nutzen die Gelegenheit, sie gründlich zu studieren.

"Wir wollen wirklich wissen, wie die chemische Zusammensetzung dieses Kometen ist und ob er sich von Kometen im Sonnensystem unterscheidet", sagte die Astrobiologin Karen Meech, die an der University of Honolulu arbeitet.

Der Komet von Borisov hat eine rötliche Farbe und wirft ständig Staubpartikel aus. Es hat einen ziemlich kleinen Kern, etwa einen Kilometer im Durchmesser. Aber viele andere Kometen aus dem Sonnensystem sind von der gleichen Größe.

„Nach Oumuamua mussten wir unser Verständnis von interstellaren Objekten komplett überdenken“, sagt Matthew Knight, Kometenexperte an der University of Maryland in College Park. „Aber jetzt ist ein zweiter Komet unterwegs, und er sieht mehr oder weniger so aus, wie wir uns einen aus einem anderen Sternensystem ausgestoßenen Kometen vorgestellt haben. Jetzt fühle ich mich viel besser."

Dies legt nahe, dass die Sternsysteme, in denen andere Welten gebildet werden, unseren sehr ähnlich sein könnten.

Entdeckungen folgen aufeinander. Drei Wochen nach der Entdeckung des Borisov-Kometen zeigten Astronomen mit dem auf den Kanarischen Inseln befindlichen William-Herschel-Teleskop mit einem Spiegeldurchmesser von 4, 2 Metern darauf und bemerkten, dass daraus Cyanidgasmoleküle austraten. Dies war das erste Mal, dass Gas in einem Gast des Sonnensystems bemerkt wurde.

Am 11. Oktober entdeckte eine andere Forschergruppe mit einem 3,5-Meter-Teleskop in New Mexico Sauerstoff, der vom Kometen ausgeht. Es könnte vom Wasser im Kern des Kometen stammen.

Und wieder war dies das erste Mal, dass Wissenschaftler Wasser bemerkten, das von einem anderen Sternensystem auf uns gefallen war.Die Menge an Zyanid und Wasser, die der Komet emittiert, ist nicht überraschend, da sie sich nicht sehr von dem unterscheidet, was Astronomen in anderen Weltraumobjekten beobachtet haben.

Wissenschaftler beobachten genau, wie sich Borisovs Komet der Sonne nähert und sich allmählich erwärmt. Sie wollen wissen, ob noch andere Moleküle drin sind, zum Beispiel Kohlenmonoxid. Dies wird zeigen, wie ähnlich (oder wie unterschiedlich) dieser interstellare Komet den Kometen im Sonnensystem ist, sagte die Astronomin Maria Womack vom Florida Space Institute an der University of Central Florida in Orlando.

Frühe Beobachtungen deuten darauf hin, dass Komet 2I / Borisov einige Kohlenstoffkettenmoleküle wie C2 und C36 enthält. Etwa 30% der Kometen im Sonnensystem sind ähnlich kohlenstoffarm. Solche Kometen werden normalerweise ziemlich nahe an der Sonne geboren, anstatt aus den Weiten des Sonnensystems aus der Oortschen Wolke zu kommen.

Monate vergehen und Astronomen sammeln immer mehr Wissen über den Kometen von Borisov. Sie hoffen, dass sie viel mehr über den Ursprung der planetenbildenden Scheibe erfahren können.

„Es wäre toll, wenn wir verstehen könnten, wie die Bausteine ​​anderer Systeme im Vergleich zu unserem sind“, sagt Doktorandin Malena Rice von der Yale University.

Die Forscher hoffen auch zu verstehen, wie sich interstellare Objekte im Weltraum bewegen, bevor sie im Sonnensystem erscheinen. Es wird geschätzt, dass Objekte auf ihrer Umlaufbahn im Zentrum der Galaxie vielen Kräften ausgesetzt sind. Unter anderem treffen sie sich regelmäßig mit anderen Sternen und erhalten Schocks von galaktischen Gezeiten.

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Einige Wissenschaftler haben versucht zu berechnen, um welche Sterne sich die Kometen 1I / Oumuamua und 2I / Borisov gebildet haben könnten, aber es stellte sich als schwierig heraus, ihre Umlaufbahnen zu bestimmen. Es ist, als würde man versuchen, die Route des Londoner Mistkerls zu der letzten Kneipe, die er besucht hat, zurückzuverfolgen und herauszufinden, mit welchem ​​Pub er seine Abenteuer begonnen hat.

Es gibt andere Fragen, zum Beispiel wann sollten wir mit dem nächsten interstellaren Außerirdischen rechnen und wie sehr wird es sich von 1I / Oumuamua und 2I / Borisov unterscheiden. Nach jahrzehntelanger erfolgloser Suche hatten Wissenschaftler einfach nicht damit gerechnet, dass zwei Gäste so schnell hintereinander auftauchen.

„Ich bin immer noch verwirrt und erstaunt, dass zwei Objekte so schnell angekommen sind“, sagt Robert Jedicke, Asteroidenforscher an der University of Hawaii, der die Häufigkeit interstellarer Außerirdischer berechnet.

"Sie sind wie Busse", scherzt Alan Fitzsimmons, Astronom an der Queens University in Belfast. „Auf eines wartet man schon seit Ewigkeiten, aber er fährt immer noch nicht, und plötzlich kommen fast zeitgleich zwei Busse an.“

Einige Astronomen untersuchen Archivdaten und versuchen zu verstehen, ob die Objekte, die vor vielen Jahren bemerkt, aber nicht identifiziert wurden, keine interstellaren Besucher waren. Es wird erwartet, dass solche Objekte in Zukunft häufiger entdeckt werden, möglicherweise einmal pro Jahr, wenn Chile 2022 das Large Synoptic Survey Telescope auf den Markt bringt, das alle drei Nächte den zugänglichen Himmel vermessen soll.

Die Europäische Weltraumorganisation (ESA) entwickelt ein Konzept für ein Raumfahrzeug namens Comet Interceptor, das interstellare Objekte auf ihrem Weg durch das Sonnensystem besuchen kann. Wenn Wissenschaftler 10-20 interstellare Objekte untersuchen, werden sie eine klarere Vorstellung von diesen Weltraumwanderern haben.

„Im Laufe der Zeit werden wir über die Galaxie als einen Ort sprechen, an dem Produkte aus verschiedenen Planetensystemen ausgetauscht werden“, sagt Bannister. "Es wird eine völlig andere Herangehensweise an die Astronomie sein."

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