U posljednjem desetljeću svjedočili smo otkriću prvih velikih međuzvjezdanih objekata: međuzvjezdani meteorit IM1 otkriven je 2014. godine, neobični objekt ‘Oumuamua 2017. godine te međuzvjezdani komet Borisov 2019. godine. Ključno pitanje koje se postavlja jest iz kojih su izvora potekli ovi neobični objekti izvan Sunčevog sustava.
Kako bi rasvijetlio ovu zagonetku, profesor Avi Loeb ponudio je ljetni istraživački projekt Shokhruzu Kakharovu, studentu dodiplomskog studija na Harvard Collegeu. Cilj projekta bio je izračunati putanje ovih međuzvjezdanih objekata unatrag u gravitacijskom potencijalu galaksije Mliječni put i otkriti odakle su došli. Regija u Galaksiji kroz koju su njihove orbite prošle u prošlosti mogla bi pružiti ključne informacije o njihovim izvorima. Na primjer, ako su potekli blizu zvijezde, moglo bi se odrediti starost te zvijezde i fizički proces koji je mogao proizvesti svaki od tih međuzvjezdanih objekata.
Metoda istraživanja
Kao objašnjava profesor Loeb u članku za The Debrief, istraživanje je započelo praćenjem prošlih putanja tih međuzvjezdanih objekata vraćajući njihove izmjerene brzine u odnosu na Lokalni Standard Mirovanja – referentni okvir dobiven prosjekom nasumičnih gibanja lokalnih zvijezda blizu Sunca. Ovaj okvir kruži oko centra Mliječnog puta brzinom od oko 240 kilometara u sekundi, što je deset tisuća puta brže od ograničenja brzine na autocesti.
Pomoću računalnog koda, Shokhruz je numerički integrirao putanje međuzvjezdanih objekata unatrag u gravitacijskom potencijalu Mliječnog puta. Radi jednostavnosti, zanemarili su prolazne gravitacijske značajke poput spiralnih krakova i galaktičkog šipka. Ovo je razumna aproksimacija za orbite u vanjskom dijelu galaktičkog diska.
Integriranjem orbita tih međuzvjezdanih objekata unatrag u vremenu, uspjeli su ograničiti prostornu regiju njihovih potencijalnih izvora unutar Mliječnog puta. Ova ograničenja smanjuju mogućnost mjesta stvaranja različitih međuzvjezdanih objekata i pružaju uvid u galaktičko okruženje iz kojeg su potekli.
Otkrića i zaključci
Zvijezde blizu Sunca raspoređene su iznad i ispod srednje ravnine galaktičkog diska prema eksponencijalnoj distribuciji, pri čemu se visina povećava s godinama. Kako bi procijenili moguću starost međuzvjezdanih objekata, koristili su njihovo vertikalno odstupanje od srednje ravnine Mliječnog puta. Ovaj pristup bio je jednostavan: uzimajući u obzir maksimalno vertikalno odstupanje svakog objekta, izračunali su starosnu distribuciju zvijezda koje su mogle stvoriti te objekte kako bi odredili vjerojatnu starost tih objekata. Dinamički utjecaji na visinu zvijezda zbog gravitacijskih perturbacija utječu i na međuzvjezdane objekte jer obje populacije ne podliježu sudarima. To znači da se zvijezde i međuzvjezdani objekti ponašaju na sličan način pod utjecajem gravitacije. Stoga, ograničenja starosti koja su postavili za zvijezde mogu se izravno primijeniti i na starost međuzvjezdanih objekata, bez obzira na njihovo vrijeme putovanja kroz galaksiju
Otkrili su da ‘Oumuamua ima vrlo malo vertikalno odstupanje od srednje ravnine Mliječnog puta – oko šest puta manje od odstupanja Sunca. To nam sugerira da je ‘Oumuamua potekao iz blizine srednje ravnine tankog diska mladih zvijezda. Ova činjenica implicira da je ‘Oumuamua vjerojatno star između 1 i 2 milijarde godina. U kozmičkom smislu, ‘Oumuamua je vrlo mlad objekt, znatno mlađi u usporedbi s 13,8 milijardi godina starim Svemirom. Također je znatno mlađi od Sunca, koje je staro oko 4,6 milijardi godina i predstavlja kasni cvat u povijesti kozmičkog razvoja.
Putanja ‘Oumuamue u odnosu na Sunce ima period od oko 2,2 milijarde godina. To znači da je prije otprilike 1,1 milijardu godina ‘Oumuamua bio na suprotnoj strani galaktičkog diska u odnosu na Sunce. Maksimalno odstupanje kometa Borisov od srednje ravnine Mliječnog puta slično je onome Sunca, što sugerira da su približno iste starosti. S druge strane, meteorit IM1 pokazuje veća vertikalna odstupanja, što ukazuje na stariji izvor.
Koristili su isti računalni kod za izračunavanje budućih putanja međuzvjezdanih sondi koje je NASA lansirala prije desetljeća, poput Voyagera 1 i 2 te Pioneer 10 i 11. Otkrili su da će ove ljudske međuzvjezdane sonde stići na suprotnu stranu galaktičkog diska u odnosu na Sunce za oko 2 milijarde godina, a vratit će se u blizinu Sunca za 4 milijarde godina. Ovaj budući “povratak kući” dogodit će se mnogo prije nego što Sunce evoluira u crvenog diva za otprilike 7,6 milijardi godina. Radijalni i vertikalni opseg putanje Voyagera 1 u odnosu na galaktičku ravninu sličan je opsegu putanje Sunca.
Sudbina Sunca i budućnost istraživanja
Nakon što Sunce završi svoj životni vijek, ostat će kompaktno kozmičko tijelo otprilike veličine Zemlje, koje će sadržavati 60% svoje trenutne mase. Takav ostatak naziva se bijeli patuljak. Sudbinu Sunca znamo zahvaljujući promatranju brojnih bijelih patuljaka, ostataka zvijezda sličnih Suncu, koje su već završile svoj životni ciklus i sada su “zakopane” u Mliječnom putu.
Izmjerenom starošću ovih bijelih patuljaka možemo zaključiti povijest stvaranja zvijezda u našoj galaksiji. Postupak je sličan zaključivanju povijesnih stopa rođenja ljudi iz smrtovnica. Većina zvijezda u Mliječnom putu formirala se milijardama godina prije Sunca, s vrhuncem u stopi stvaranja zvijezda prije oko 10 milijardi godina. Ako su civilizacije slične našoj nastale oko tog vrhunca i lansirale sonde poput Voyagera prije više od 2 milijarde godina, te sonde mogle su do sada stići u blizinu Sunca s druge strane galaktičkog diska. Zbog toga vrijedi istražiti može li anomalni oblik i negravitacijsko ubrzanje ‘Oumuamue ili iznimna materijalna snaga i brzina meteora IM1 ukazivati na tehnološko podrijetlo. Iako neki ovu ideju smatraju kontroverznom, pa čak i heretičkom, profesoru Loebu zvuči kao zdrav razum.
Pozdrav svima! Hvala što čitate Kozmos.hr! Ja sam Ivan i dugi niz godina pišem o svermiu, astronomiji, znanosti, povijesti i arheologiji, a imao sam priliku sudjelovati i u dokumentarcima Science Discovery-ja te History Channel-a.
