Tretji medzvezdni obiskovalec je hitrejši, večji in starejši

Vrsta najmočnejših teleskopov na tleh in v orbiti se zadnje tedne ozira za tretjim znanim medzvezdnim nebesnim telesom, ki potuje po Osončju. Komet 3I/Atlas je, kot ugotavljajo astronomi, precej starejši od Osončja, je izjemno hiter in relativno velik.

Nebesno telo 3I/Atlas so odkrili 1. julija s sistemom za opozarjanje pred trkom asteroidov z Zemljo (Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System - Atlas: od tod ime kometa, število 3 pa pomeni, da je tretji, črka I pa da je medzvezdni oziroma angleško interstellar), ki je sestavljen iz petih teleskopov, postavljenih na različnih delih sveta. Medzvezdni objekt je odkril teleskop v Riu Hurtadu v Čilu, takrat je bil komet 670 milijonov kilometrov od Sonca. Kasneje se je pokazalo, da ga je v svoj objektiv že pred uradnim odkritjem ujel tudi observatorij Vere Rubin s svojo najzmogljivejšo kamero. Posnel ga je še v fazi testiranja 21. junija (pred predstavitvijo prvih uradnih posnetkov »prvi pogled«, s katerimi so pokazali vse zmogljivosti observatorija).

Koliko medzvezdnih obiskovalcev prileti v Osončje, ni natančno znano. Astronomi menijo, da verjetno redno letijo mimo, vendar jih je, ker so majhni, hitri in temni, izjemno težko ujeti – ravno v pravem trenutku je treba »oči« teleskopov usmeriti v pravo smer. Prav na observatorij Vere Rubin zaradi sistematičnega opazovanja celotnega neba računajo, da jih bo odkrival v prihodnjih letih. Z observatorijem ga zdaj redno spremljajo, opazovali ga bodo lahko do 22. avgusta, nato bo komet odhitel iz njegovega vidnega polja. Obdobje je vsekakor dovolj dolgo, da bodo samo z Rubinom pridobili več sto posnetkov dobre resolucije, iz katerih bodo lahko natančneje določili lastnosti kometa. Seveda pa so aktivirali tudi številne druge, med njimi legendarnega Hubbla in največji vesoljski teleskop James Webb. Komet bodo lahko opazovale tudi nekatere planetarne sonde, denimo tiste, ki krožijo okoli Marsa, ko bo oktobra 2025 pripotoval mimo. Teoretično je možno, da bi proti kometu usmerili že ostarelo sondo Juno, ki raziskuje plinastega velikana, ko se bo komet marca prihodnje leto približal Jupitru. Tudi Psyche in Juice ne bosta daleč stran, vendar pa je preusmerjanje plovil zapleteno, hkrati lahko s tem ogrozijo primarno nalogo teh plovil.

Opazujejo pa ga tudi s slovenskim teleskopom na Črnem Vrhu nad Idrijo, je poudaril prof. dr. Tomaž Zwitter s Fakultete za matematiko in fiziko Univerze v Ljubljani. »Konkretno ga je 3. julija, torej že dva dni po odkritju kometa s teleskopom v Čilu, v svojem observatoriju Črni Vrh posnel član naše skupine Herman Mikuž.«

Mikuž je pojasnil, da mu prejšnjih dveh medzvezdnih objektov ni uspelo opazovati. »Pri 1I/'Oumuamua je bilo časovno okno za opazovanje zelo kratko (nekaj dni), ker je bil odkrit, ko se je že oddaljeval od Sonca. 3I/Atlas pa je bil odkrit dovolj zgodaj, da ga bomo lahko opazovali še nekaj mesecev. Seveda tudi iz Slovenije. V observatoriju Črni Vrh imamo 60-centimetrski teleskop, ki je dovolj zmogljiv tudi za snemanje tovrstnih objektov.«

Slika je negativ: svetla telesa so videti temna in obratno. Komet je z rdečimi črtami slabo vidna točka na sredini. Ker je teleskop sledil gibanju kometa, so zvezde na sliki zmazane, slika kometa pa je ostra. FOTO: Herman Mikuž, observatorij Črni Vrh

Leta 2017 so astronomi torej odkrili prvi medzvezdni objekt. Poimenovali so ga 1I/'Oumuamua, kar v havajščini pomeni izvidnik, v čast observatoriju na Havajih, ki ga je prvi zaznal. V času detekcije je bil izjemno podolgovati kamen že na izhodu iz naše soseščine, tako da niso zbrali prav veliko podatkov. Sprva so ga klasificirali kot komet, zaradi odsotnosti značilne kometove kome so ga prekvalificirali v asteroid. Drugi objekt, za katerega je bilo potrjeno, da ne izvira iz našega Osončja, je bil 2I/Borisov, odkrit leta 2019 (odkril ga je amaterski astronom Genadij Borisov). Tega so razvrstili med komete.

Darilo iz drugod

Vesoljski objekti – od zvezd, planetov do črnih lukenj – pripovedujejo zgodbo, kako je vesolje nastalo in kako se spreminja. »Zvezde so zelo daleč, svetloba z najbližje potuje do nas 4,2 leta. Za primerjavo: če bi Sonce pomanjšali na pomarančo, bi bila Zemlja kroglica kemičnega svinčnika na razdalji 15 metrov, najbližja zvezda pa mandarina na razdalji 4000 kilometrov. Kljub temu smo skupaj z nekaj več kot 100 milijardami zvezd del naše Galaksije, torej velikega gravitacijsko vezanega sistema zvezd, plina, prahu in predvsem temne snovi. Ker je zaradi velikih razdalj med zvezdami redko, da prav v naše Osončje zaide kaj, kar je nastalo ob kaki drugi zvezdi, nas seveda to zanima. Ker je to telo vsaj nekaj časa relativno blizu, lahko ugotovimo njegovo kemično sestavo (to je naloga, ki jo bosta v naslednjih mesecih opravila teleskopa Hubble in James Webb),« je pomen 3I/Atlasa opisal prof. dr. Zwitter.

»Tudi brez kemične sestave nam taka telesa povedo dvoje: da tudi okoli drugih zvezd obstajajo kometi (tam jih neposredno ni mogoče opazovati) in da je izmetavanje kometov iz določenega osončja precej običajen dogodek. Da telesa lahko zaradi bližnjih srečanj vrže ven, je skladno z rezultati numeričnih simulacij nastanka osončij. Doslej smo opazili predvsem blodeče planete, ki jih je relativno nedavno vrglo iz drugih osončij in zdaj tavajo v prostoru med zvezdami (takih poznanih planetov je trenutno nekaj sto), po kometu 2I/Borisov pa je to že drugi komet z izvorom v drugem osončju.«

»Ni pa to edina snov, ki smo jo našli v našem Osončju in je prišla od drugod. Na Zemlji in na Luni smo našli težki izotop železa 60Fe, ki je nastal ob eksploziji bližnje supernove pred približno dvema milijonoma let. Kometi, zablodeli planeti in taki izotopi železa nam torej povedo o dogajanju v naši širši galaktični okolici, medtem ko ima 3I/Atlas svoj izvor verjetno precej dlje.«

Koma

Da je 3I/Atlas komet, sklepajo iz opazovanj, da ga obdaja koma. Kometi so skupki kamenja in kovin ter ledu. Ko se komet približuje Soncu, led sublimira, plinast oblak se kot ovojnica razporedi okoli jedra kometa in nastane koma. Ko te delce prahu in plinov odpihuje iz kome, se za kometom (lahko) vije dolg rep.

Sprva so se pojavljala vprašanja, ali gre za komo ali pa so morda posnetki le popačeni zaradi velike hitrosti objekta, vendar so nadaljnja opazovanja, predvsem z observatorijem Rubin, potrdila, da gre za komo. Vidna velikost njegove kome se je v obdobju opazovanja povečala za približno 58 odstotkov. Opaziti je bilo mogoče tudi že znake repa, nenavadno pa je, da je rep usmerjen proti Soncu in ne stran od njega. Gre za redek pojav, ena izmed razlag je, kot pravi avtor ene izmed raziskav o komi Bryce Bolin iz kalifornijske organizacije Eureka Scientific, da komet glede na ravnino Osončja leti relativno pod nizkim kotom in da »masivne delce izmetava v smeri Sonca, ker so pretežki, jih sevalni tlak ne more odpihniti stran, zato se še naprej premikajo nekoliko proti Soncu«.

Prve ocene velikosti kometa so govorile o 24 kilometrih, zadnje ocene kažejo, da je širok 11,4 kilometra, nekateri sicer menijo, da je precej manjši, širok manj kot kilometer. Premer zelo podolgovatega 1I/'Oumuamua je bil 200 metrov, 2I/Borisov pa je bil širok manj kot en kilometer.

3I/Atlas se bo Soncu najbolj približal 29. oktobra letos, ko bo na razdalji 1,36 astronomske enote (to je slabih 210 milijonov kilometrov) od Sonca, kar je med orbito Zemlje in Marsa. Atlas ne predstavlja nobene nevarnosti za Zemljo; ne bo se ji približal na manj kot 1,8 astronomske enote (270 milijonov km). Zemlji bo najbliže 19. decembra letos. Velika neznanka je, ali bo preživel bližnje srečanje z našim Soncem. 1I/'Oumuamua je mimo odbrzel brez večjih posledic, komet 2I/Borisov pa se je zaradi bližine razdrobil, kar je za komete sicer precej običajno.

Za zdaj vesoljske agencije še nimajo tehnologije, da bi jo na hitro pripravile in izstrelile proti medzvezdnemu obiskovalcu. Vendar pa Evropska vesoljska agencija snuje lovca na komete ali Comet Interceptor. Izstrelitev sonde je predvidena za leto 2029, parkirala se bo v točko L2, ki je 1,5 milijona km od Zemlje v smeri proč od Sonca, in bo nato do tri leta potrpežljivo čakala, da bo mimo priletel ustrezen komet. Ko bo komet blizu, bo glavno vesoljsko plovilo izstrelilo dve sondi, ki ga bosta opazovali iz več smeri hkrati. Idealno bi bilo, če bi ravno takrat v bližino priletel medzvezdni objekt. A potrebno bo kar precej sreče.

Starejši od Osončja?

Izračuni kažejo, da 3I/Atlas izvira iz tako imenovanega debelega diska Galaksije. Komet je izjemno hiter: po Osončju se giblje relativno na Sonce s hitrostjo 58 kilometrov na sekundo (ali 210.000 kilometrov na uro) in ob približevanju Soncu še pospešuje, kar je bistveno več od hitrosti teles 1I/'Oumuamua ali 2I/Borisov. V debelem disku so zelo stare zvezde, tako ocenjujejo, da je komet starejši od našega Osončja. Trenutno se ocenjuje – odvisno od uporabljenega modela za izračune –, da je 3I/Atlas star od treh milijard do 11 milijard let. Starost obiskovalcev 1I/'Oumuamua in 2I/Borisov je bila ocenjena na nekaj milijonov let. Osončje je staro 4,6 milijarde let, starost začetkov naše Galaksije ocenjujejo na 13,6 milijarde let (tako kot druge je tudi naša galaksija zrasla iz zlivanja več manjših galaksij, različni deli so tako različno stari), veliki pok oziroma začetek vesolja pa se je zgodil pred 13,8 milijarde let.

Pot kometa skozi Osončje

Kot je pojasnil profesor Tomaž Zwitter, »nam tirnica telesa v Osončju omogoča, da natančno določimo, iz katere smeri je prišel, in posledično tudi njegov izvor«.

»Bližnje zvezde, ki so tako kot Sonce del tankega diska naše Galaksije, se glede na Sonce gibljejo relativno počasi, saj vse skupaj skladno krožijo okoli središča Galaksije. Konkretno to pomeni, da relativne hitrosti v ravnini odstopajo le za kakih 20 km/s, medtem ko je relativna hitrost v smeri pravokotno na ravnino mnogo manjša, to je le nekaj km/s, saj sicer te zvezde ne bi ostale v tako tanki strukturi, kot je tanki disk,« je razložil.

»Ob tankem disku obstaja še debeli disk, ki se v smeri, pravokotni na ravnino Galaksije, redči počasneje. Konkretno se tanki disk v smeri, pravokotni na ravnino Galaksije, redči dokaj hitro: njegova gostota se razpolovi že na razdalji 690 svetlobnih let od ravnine Galaksije, kar je malo v primerjavi z razdaljo 27.000 svetlobnih let, kolikor je razdalja Sonca od središča Galaksije. Nasprotno se debeli disk redči počasneje, njegova razpolovna debelina je 2000 svetlobnih let. Kljub počasnejšemu redčenju pa je debeli disk v središču Galaksije 17-krat redkejši od tankega diska, torej debeli disk nikjer ne prevladuje.«

Rimska cesta je vidni krak naše Galaksije. FOTO: Amr Dalsh/Reuters

»Hitrost 58 km/s kometa 3I/Atlas nam veliko pove s svojo smerjo: s hitrostjo 51 km/s se oddaljuje od središča Galaksije, v smeri vrtenja diska ima hitrost −19 km/s, medtem ko je komponenta pravokotno na ravnino galaksije enaka 19 km/s. Pri telesih, ki so del tankega diska, sta prva in druga številka po absolutni vrednosti nekje do 20 km/s, tretja številka pa je največ nekaj km/s. Pri 3I/Atlas je zadnja številka zelo velika, torej se ta komet giblje okoli Galaksije, a na svoji poti zajadra tudi precej nad oziroma pod galaktično ravnino, torej je del debelega diska. Obenem je zanimiva tudi velika vrednost prve številke, ki pove, da je komet na precej sploščenem tiru in k nam prihaja iz bolj osrednjih delov Galaksije. Skupaj torej lahko sklepamo, da to telo nima lokalnega izvora, ampak prihaja iz debelega diska in je nastalo povsem drugje v Galaksiji. Ker so zvezde v debelem disku stare, grobo lahko sklepamo, da je tudi komet 3I/Atlas star,« je razložil dr. Zwitter.

Znova ideje o vesoljski tehnologiji

Komet je zaradi vsega opisanega izjemno zanimiv. Nenavadne lastnosti kometa pa so Avija Loeba, sicer priznanega astronoma z univerze Harvard, (spet!) privedle do teorije, da gre za napredno, morda celo sovražno vesoljsko tehnologijo. S tem je seveda požel ogromno medijskega zanimanja. Drugi astronomi so se ideji uprli, saj nič ne kaže, da ni naravnega izvora. Loeb se je odzval, da nekateri njegovi kritiki niso napisali niti enega znanstvenega članka v zadnjih nekaj letih, medtem ko je on samo v nekaj tednih o 3I/Atlasu napisal štiri.

Loeb je že za 1I/'Oumuamua dejal – takrat predvsem zaradi njegove nenavadne oblike –, da gre za ostanek tehnologije napredne civilizacije. Leta 2023 je vodil odpravo pobiranja nenavadnih kovinskih krogel z dna Tihega oceana, ki naj bi bile prav tako ostanki tehnologije vesoljcev. Vse te trditve so drugi raziskovalci večkrat ovrgli. Loeb tokrat pri svoji ideji med drugim vztraja, ker bo komet potoval blizu Venere, Marsa in Jupitra, in to po njegovem kaže, da gre morda za izvidniško odpravo. Drugi astronomi, kot opisano, pojasnjujejo, da objekt ne kaže nikakršnih drugih znakov, ki bi kazali, da je karkoli drugega kot komet. In kakšni bi bili znaki nenaravnega izvora? Izjemen dokaz bi bili radijski valovi, ki bi jih objekt oddajal, če ne bi šlo za povsem mrtvo sondo, še bolj jasni bi bili znaki, da objekt spreminja svojo pot in prižiga ali ugaša motorje, pa tudi, da bi se denimo približeval Zemlji (ki je najbolj zanimiv planet v Osončju) v stabilni orbiti.

No, tudi naše sonde vandrajo po vesolju: med medzvezdne sonde štejejo peterico Nasinih: Voyager 1, Voyager 2, Pioneer 10, Pioneer 11 in New Horizons, legendarna Voyagerja sta sicer edina, ki sta že dosegla medzvezdni prostor, preostali trojici ne manjka veliko. Za razliko od Voyagerjev in New Horizons Pioneerja ne delujeta več. Vesolje je veliko in polno presenečenj. Morda nas nekega dne res obiščejo izjemno prefrigani zeleni možiclji (ali pa raje ne).

V naslednjih nekaj mesecih bo komet 3I/Atlas popotoval skozi Osončje in raziskovalcem ponujal zanimive odgovore in vprašanja, nato ga bo zapustil in ga ne bomo nikoli več videli.