Nu startar den vilda jakten i rymden

Den 19 oktober 2017 har den kanadensiske astronomen Robert Weryk jour på Hawaii-teleskopet Pan-STARRS. När han går igenom teleskopets bilder på sin dator får han syn på en liten ljus fläck.

Till en början tror han att det bara är ännu en asteroid, men det är något mystiskt med hur objektet rör på sig. Det rör sig ovanligt snabbt över himlen och följer inte samma elliptiska bana som andra objekt i solsystemet.

Robert Weryk har letat upp rätt sektion av himlen vid exakt rätt tidpunkt och har som första människa sett ett objekt som varken kretsar runt solen eller en annan stjärna.

Hastigheten och banan avslöjar att den främmande gästen har tillryggalagt många tusen miljarder kilometer genom tomrummet mellan stjärnorna sedan det slungades ut ur ett främmande planetsystem.

Det objekt Robert Weryk upptäckt får det hawaiianska namnet Oumuamua med den mer formella beteckningen 1I/2017 U1.

”1I” betecknar att det är det första interstellära objekt som någonsin har observerat, men astronomerna räknar med att otaliga objekt har lämnat sin ursprungliga bana runt en stjärna och hamnat i den interstellära rymden.

De extrema avstånden mellan stjärnorna gör det dock sällsynt att ett av dem besöker vår galaktiska granne.

Om astronomerna kunde få möjlighet att komma nära en sådan himlakropp skulle det ge en unik inblick i hur planeter bildas runt andra stjärnor, och kanske också en bättre förståelse för vårt eget solsystems historia.

Problemet är att objekten bara är på genomresa och rör sig så snabbt att det inte finns tid att bygga och skicka upp en rymdsond för att studera dem närmare. Icke desto mindre är det just vad forskare nu arbetar med.

En gemensam europeisk rymdexpedition med japanskt deltagande ska skicka upp en rymdsond som ska ligga på lur i rymden och ta upp jakten när nästa interstellära objekt dyker upp.

I Storbritannien har en grupp ingenjörer inte gett upp idén att komma ikapp Oumuamua trots att objektet nu närmar sig Saturnus på vägen ut ur solsystemet. Det krävs bara en extremt snabb sond.

Amatör upptäcker nytt interstellärt objekt

Jakten på små objekt som kommer in i solsystemets inre kräver särskilda tele-skop med bred synvinkel och mycket stora, känsliga digitalkameror som kan registrera även den minsta ljusfläcken på himlen.

De så kallade survey-teleskopen – som Pan-STARRS-teleskopet, som först upptäckte det svaga reflekterade solljuset från Oumuamua – tar ständigt nya bilder av himlen och jämför dem automatiskt med äldre bilder. På så sätt upptäcker astronomerna snabbt om en ny himlakropp plötsligt dyker upp.

Pan-STARRS primära uppgift är att hålla utkik efter objekt som kommer så nära jorden att de kan utgöra en fara för oss, men som en bonus registreras också tusentals av hittills okända asteroider och kometer.

Om ett interstellärt objekt dyker upp på himlen över Hawaii kommer teleskopet att upptäcka det, precis som med Oumuamua 2017.

Med en rejäl portion tur kan även mindre avancerad utrustning också göra detsamma. Den 30 augusti 2019 upptäckte amatör-astronomen Gennadij Borisov ett annat interstellärt objekt.

Med sitt hemmabyggda teleskop på Krimhalvön var han den förste som fick syn på den nya himlakropp som nu har fått det officiella namnet 2I/Borisov.

Precis som Oumuamua följer Borisov en hyperbolisk bana, vilket betyder att det bara tar en tur förbi solen och sedan lämnar sol-systemet.

Stjärna trasade sönder planet

Borisov ser ut som en helt vanlig komet som bara har kommit väldigt långt från sitt hem, men Oumuamua är ett mer ovanligt objekt.

Formen påminner inte riktigt om något annat i solsystemet. Det ser ut att vara mycket avlångt – minst sex gånger längre än det är brett – medan vanliga asteroider är formade mer som kulor eller potatisar.

Under en viss period spekulerade forskare på om Oumuamua till och med kunde vara en rymdsond eller en del av ett rymdskepp från en främmande civilisation.

I juli 2019 kom dock ett internationellt team med 14 astronomer fram till att det cirka 400 meter långa objektet sannolikt är helt naturligt. Inga av de mätningar man har kunnat göra tyder på något annat.

Den underliga formen är förvisso fortfarande inte helt enkel att förklara, men kanske är Oumuamua ett litet fragment av en planet som på sin väg genom rymden trasats sönder när den kommit lite för nära en stjärna. Frågan kan dock bara avgöras slutgiltigt om vi lyckas komma närmare objektet.

Hittills har astronomerna bara observerat de här två gästerna från främmande världar, men sannolikt passerar många genom solsystemet – det gäller bara att hitta dem.

Med större och bättre teleskop kommer vi sannolikt att upptäcka många fler, och förväntningarna är särskilt höga på det nya vidvinkelteleskopet Vera C. Rubin Observatory (tidigare LSST), som man började uppföras i Chile redan 2015.

Teleskopet utrustas med världens största digitalkamera och när det om ett par år börjar fotografera himlen blir det betydligt svårare för de interstellära objekten att gömma sig i mörkret.

För astronomerna räcker det dock inte att betrakta de unika och sällsynta himlakropparna genom teleskop där de bara kan ses som små ljusprickar och inte avger så mycket information.

Forskarna vill komma mycket närmare och det kan de också göra när ESA, den europeiska rymdfartsorganisationen, enligt planerna skickar upp sonden Comet Interceptor 2028.

Tanken är att parkera sonden 1,5 miljoner kilometer från jorden, där den ska kretsa runt samma punkt i upp till tre år.

När Vera C. Rubin Observatory eller något annat teleskop upptäcker ett främmande objekt i solsystemet behöver astronomerna inte konstruera och skicka upp en sond för att närstudera gästen. Comet Interceptor är redo att ta upp jakten direkt.

”Orörda kometer eller de som besöker solsystemet för första gången är helt okänt territorium och är spännande mål att närstudera med en rymdsond,” säger Günther Hasinger, forskningschef på ESA.

Sond ska jaga ikapp Oumuamua

När Comet Interceptor skickas upp återstår det att se om det kommer något interstellärt objekt inom räckhåll under de tre år sonden har bränsle för.

En grupp ingenjörer från den brittiska organisationen Initiative for Interstellar Studies nöjer sig dock inte med att vänta på att ett nytt interstellärt objekt ska dyka upp.

I stället vill de försöka jaga ikapp Oumuamua som är på väg ut ur solsystemet med den sanslösa hastigheten 100 000 kilometer per timme.

Oumuamua är just nu 2,7 miljarder kilometer bort och avståndet till jorden ökar varje dag. Forskarna bakom expeditionen, som kallas Project Lyra, har beräknat att en sond måste komma upp i 200 000 kilometer per timme för att komma ikapp Oumuamua, vilket kräver en flera årtionden lång rymdfärd.

Uppskjutningen av den obemannade sonden kräver en av de mest kraftfulla raketerna som finns, till exempel Nasas kommande Space Launch System eller Falcon Heavy från SpaceX.

Ingenjörerna föreställer sig att avfärden från jorden ska ske i maj 2033 med ankomst till Oumuamua 2052.

Längs vägen ska rymdsonden slunga sig nära förbi Jupiter och sedan runt solen för att få upp farten. Det är ovisst om projektet blir verklighet.

Hittills har de entusiastiska ingenjörerna i Initiative for Interstellar Studies bara gjort beräkningar som bevisar att det är teoretiskt möjligt.

Priset blir dock så högt att det krävs en rymdfartsorganisation eller en mycket rik människa för att realisera drömmen.

Jätteplanet slungar iväg syskon

I dag baseras astronomernas kunskaper om asteroider och kometer helt på de objekt vi har i solsystemet. Först när man lyckas komma riktigt nära ett interstellärt objekt kan astronomerna ta reda på om sol-systemets asteroider och kometer liknar de från andra delar av galaxen.

Om en sond till exempel registrerar stoftpartiklar eller mäter att objektet har ett magnetfält, kan astronomerna göra en kvalificerad gissning om var det har skapats och kanske svara på frågan om varför objektet lämnade sitt eget solsystem.

För tillfället försöker astronomerna att besvara frågorna med hjälp av avancerade datormodeller som simulerar hur stjärnor och deras planeter bildas och utvecklas.

Forskarnas modeller bygger naturligtvis på vårt eget solsystem, som i dag är ett ganska välordnat system av planeter och mindre himlakroppar som kretsar runt solen i förutsägbara banor.

Beräkningarna visar dock att solsystemet var betydligt mer kaotiskt under sin barndomstid.

I den skiva av stoft och gas som uppstod runt den nyfödda solen bildades snabbt större klumpar av material, så kallade planetesimaler, som efter hand samlades till planeter.

När planeterna väl hade bildats fanns det fortfarande planetesimaler kvar och när de kom nära en stor planet fanns tre möjligheter: De slukades och blev en del av planeten, kastades in i solen av gravitationen från den största planeten eller slungades iväg i solsystemet.

Endast de största planeterna har gravitation nog att slunga ut mindre objekt ur solsystemet, och i vårt solsystem har Jupiter, den absolut största planeten, sannolikt stått för merparten av dessa utslungningar.

Astronomerna menar att material motsvarande betydligt mer än jordens massa har slutat som interstellära objekt som nu flyger genom rymden och kan besöka främmande planetsystem.

På samma sätt kan planetesimaler som slungats iväg från fjärran stjärnor besöka vårt solsystem. I dag vet vi att en mycket stor del av himlens stjärnor har planeter, men hittills har forskarna inte haft någon idé om hur många utslungade objekt som hamnar i vårt solsystem.

Det har två astronomer på Yale University i USA nu räknat på. Malena Rice, doktorand, och professor Gregory Laughlin, har också beräknat hur många som borde kunna observeras med det kommande Vera C. Rubin-teleskopet.

Resultaten är positiva, även om siffrorna är osäkra. Varje år borde solsystemet få besök av över 100 observerbara objekt med en radie på över en meter, och några få av dem kommer att vara större än Oumuamua.

Kanske har vi redan fått besök

Interstellära objekt kan inte bara hittas med teleskop på jorden. Amir Siraj och Abraham Loeb, astronomer på Harvard University i USA, har beräknat att ett teleskop i Hubble-storlek som riktas ned mot månens yta borde kunna se meteoritnedslag som har orsakats av interstellära objekt.

Månen har ingen atmosfär där meteorer brinner upp och stoftmolnet när ett objekt slår ned på månens yta kan kanske avslöja dessa kompositioner så att forskarna till exempel kan avgöra om objektet i huvudsak består av is eller sten.

De två Harvard-forskarna menar också att interstellära objekt kan ha träffat jorden utan att vi har märkt det.

I en databas över meteoritnedslag på jorden under tre decennier hittade Siraj och Loeb en cirka 45 centimeter stor meteorit som brann upp på himlen över Papua Nya Guinea den 8 januari 2014.

Meteoren träffade atmosfären med en så enorm hastighet, över 160 000 kilometer per timme, att forskarna menar att den måste ha kommit från ett annat solsystem.

Säkert är i alla fall att vårt solsystem får gäster från andra delar av galaxen och att de kan berätta en spännande historia om vårt universum om vi lyckas närstudera dem.

Kanske har interstellära objekt från galaxens fjärran avkrokar till och med fört med sig några av de komplexa molekyler som var nödvändiga för att livet skulle uppstå här på jorden.

Än så länge har vi bara kunnat se de fjärran gästerna fara förbi på långt håll, men i framtiden får vi kanske möjlighet att komma dem närmare inpå livet.

Comet Interceptor är den första rymdexpeditionen som kan utforska ett interstellärt objekt, men det blir inte den sista.

Det naturliga nästa steget är en rymdsond som kan skickas ända ned till ytan på ett främmande objekt och kanske till och med ta prover som kan skickas hem till jorden för vidare analyser.

På så sätt kan vårt första indirekta besök i ett främmande solsystem bli en landning på ett interstellärt objekt.