Alla ricerca delle origini di ‘Oumuamua

IL PRIMO OGGETTO EXTRASOLARE POTREBBE ESSERE UN PEZZO DI UN ESO-PLUTONE

La scoperta dei primi due oggetti extrasolari in transito nel nostro sistema planetario stimola alcune intriganti domande. La prima è quanti siano gli oggetti che si avvicinino al Sole, da dove arrivino e cosa siano.

Un recente studio ha stimato una frequenza di circa sette oggetti per anno, esclusivamente di tipo asteroidale, e una cometa ogni 10-20 anni (vedi la news su questo sito).

‘Oumuamua è stato il primo del genere a essere avvistato nel 2017 dal sistema di rilevamento veloce Pan-Starrs e le sue caratteristiche apparvero insolite sin da subito, a iniziare dalla sua orbita spiccatamente iperbolica. Sulle prime si pensò a una cometa (le nuove di solito presentano orbite leggermente iperboliche), ma l’oggetto non manifestava alcuna attività ed era piuttosto strano, poiché aveva già superato il punto più vicino al Sole. Il secondo oggetto interstellare è stato invece la cometa Borisov, chimicamente non molto diversa da quelle che di solito osserviamo se non fosse per l’orbita, anche in quel caso, spiccatamente iperbolica (eccentricità maggiore di 1).

I due oggetti erano quindi, rispettivamente un asteroide e una cometa e provenivano da due distinti sistemi planetari. Che asteroidi e comete possano essere espulsi nello spazio interstellare lo dimostrano numerose simulazioni, specialmente per l’azione di oggetti di tipo planetario nel corso d’incontri ravvicinati oppure in conseguenza di violente collisioni in grado di imprimere la necessaria velocità di fuga ai loro frammenti.

In figura, l’Illustrazione di una storia plausibile per ‘Oumuamua (adattato da S. Selkirk/Asu)

In base ai dati disponibili si può risalire alla stella di provenienza?

Questa è stata una delle prime cose che alcuni studiosi hanno tentato per ‘Oumuamua, notando che l’oggetto sembrava provenire da un punto non lontano da Vega, dopo aver ricostruito a ritroso la traiettoria seguita. Benché ipotesi fosse affascinante, nulla poteva essere affermato, poiché l’oggetto poteva aver seguito una serie di slalom tra le stelle per miliardi di anni. Molto più agevole può essere cercare di capire come possa originarsi un oggetto con le caratteristiche osservate e per quali meccanismi possa essersi allontanato dalla sua stella madre.

Due astrofisici dell’Arizona State University, Steven Desch e Alan Jackson della School of Earth and Space Exploration, hanno indagato le caratteristiche di ‘Oumuamua e propongono che possa trattarsi di un frammento di planetoide simile a un Tno (gli oggetti trans-nettuniani), sulla base di alcune differenze tra l’oggetto e quanto ci si aspetterebbe da una cometa a cominciare dalla sua velocità.  ‘Oumuamua è entrato nel Sistema solare con una velocità leggermente inferiore alle attese e questo, secondo i due studiosi, indica che l’oggetto ha viaggiato per meno di un miliardo di anni.

I due studiosi ipotizzano che l’oggetto fosse molto appiattito e arrotondato durante il massimo avvicinamento al Sole, più di qualsiasi altro oggetto noto. Sono giunti a tale conclusione come plausibile spiegazione per l’accelerazione subita dopo il transito al perielio, cosa che ha pure alimentato qualche ardita speculazione su un’origine artificiale.

In realtà, ‘Oumuamua si è comportato come ci si aspetterebbe da un oggetto con una superficie maggiore esposta alla radiazione solare e non quella molto allungata esibita durante le osservazioni. L’accelerazione manifestata in fase di allontanamento era spiegabile con l’effetto Yarkovsky, cioè una spinta causata dall’emissione anisotropa di fotoni termici dall’oggetto, oppure con l’effetto razzo dovuto a tenui emissioni gassose e abbastanza comune sulle comete attive. ‘Oumuamua manifestava caratteri di cometa senza però esibire una chioma. Le osservazioni, tuttavia, non hanno rilevato la presenza di alcuna emissione gassosa.

Desch e Jackson hanno quindi ipotizzato che l’oggetto non fosse una cometa, ma comunque composto di una mistura di ghiacci e hanno stimato la velocità di sublimazione di ogni tipo in corrispondenza del perielio. In base a tali dati, hanno calcolato il corrispondente effetto razzo, la massa, le dimensioni e l’albedo superficiale, trovando una combinazione convincente in grado di spiegare quanto sia stato osservato durante il veloce passaggio.

In particolare, hanno trovato che il ghiaccio di azoto fornisce una corrispondenza pressoché perfetta con tutte le caratteristiche osservate. L’azoto solido è presente su Plutone e Tritone e, presumibilmente, su altri oggetti della Fascia di Kuiper, perciò ‘Oumuamua potrebbe essere un frammento prodotto da un oggetto del tutto simile.

Come può prodursi quindi un frammento grande quanto ‘Oumuamua e come può essere eiettato fuori dal proprio sistema d’origine?

Gli studiosi hanno calcolato la velocità con cui il ghiaccio di azoto possa staccarsi da oggetti più grandi, determinando la probabilità con cui tali frammenti possano raggiungere un altro sistema planetario. In base ai loro calcoli, l’oggetto si sarebbe staccato dal progenitore circa mezzo miliardo di anni fa. Nel corso della fase di espulsione ‘Oumuamua avrebbe assunto la forma appiattita man mano che gli strati esterni sublimavano.

L’oggetto sarebbe entrato nella regione periferica del Sistema solare intorno al 1995 con dimensioni leggermente maggiori di quelle osservate, sino a raggiungere il perielio il 9 settembre 2017. È poi transitato nei pressi della Terra tra ottobre e novembre dello stesso anno, assumendo nel frattempo la forma allungata osservata. Sempre con traiettoria iperbolica, si sta adesso nuovamente allontanando e uscirà dall’influenza del Sole introno al 2040.

Questo scenario spiega brillantemente quanto sia stato osservato senza invocare ipotesi esotiche, tipo quella che l’oggetto fosse una sorta di sonda aliena inviata in esplorazione nei pressi del Sole, all’incirca come si progetta di fare in un futuro non molto lontano con delle sonde stellari. A tal proposito un certo clamore ha destato il libro Extraterrestrial: The First Signs of Intelligent Life Beyond Earth di Avi Loeb, rispettato professore dell’Università di Harvard, la cui pubblicazione ha innescato un acceso dibattito sulla responsabilità degli scienziati e le conseguenze di dichiarazioni e conclusioni affrettate su fenomeni in apparenza misteriosi.

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