Zespół międzynarodowych astronomów, w tym doktorant Uniwersytetu Michigan, jako pierwsi opublikowali odkrycie trzeciego znanego obiektu międzygwiezdnego, który odwiedził nasz układ słoneczny 3 lipca.
Teraz dwóch zaangażowanych badaczy – Aster Taylor z Departamentu Astronomii U-M i Darryl Seligman z Michigan State University – przygotowało nowe badanie mające na celu scharakteryzowanie tego odległego obiektu, nazwanego 3I/ATLAS.
Obiekty międzygwiezdne powstają poza naszym układem słonecznym i przemierzają go, nie wpadając w stabilną orbitę wokół słońca. 3I/ATLAS i jego dwaj poprzednicy otworzyli rzadkie, niezwykle cenne możliwości dla badaczy, aby dowiedzieć się nowych rzeczy o odległych częściach naszej galaktyki.
„To jest tego, za czym jesteśmy – znajdowanie obiektów takich jak ten, uświadamianie społeczeństwu ich istnienia i generowanie ekscytacji” – powiedział Aster Taylor, Stypendysta Fannie i Johna Hertza w Departamencie Astronomii U-M.
Ta publiczna ekscytacja, z kolei, zapewnia impet finansowania i nowe narzędzia umożliwiające przyszłe odkrycia. Na przykład Obserwatorium Vera C. Rubina, które jest wspierane przez amerykańską Narodową Fundację Nauki i Departament Energii USA, zostało uruchomione tego lata. Choć nie odkryło 3I/ATLAS, przewiduje się, że będzie znajdować jeden lub dwa nowe obiekty międzygwiezdne rocznie, powiedział Taylor.
„To dobry czas na znalezienie ciekawych obiektów” – powiedział Taylor. „Jesteśmy podekscytowani trzema, ale jeśli uda nam się dotrzeć do 10 lub więcej tych rzeczy, będziemy naprawdę podekscytowani.”
Oba raporty są dostępne jako preprint na arXiv. Taylor i Seligman także napisali opinię na temat odkrycia dla Space.com.
Analiza sytuacji
Odkrycie 3I/ATLAS stało się możliwe dzięki systemowi NASA do wykrywania obiektów zagrożenia kolizją na ziemię. ATLAS składa się z czterech teleskopów – dwa na Hawajach, jeden w Chile i jeden w Południowej Afryce – które automatycznie przeszukują całe niebo kilka razy każdej nocy, szukając poruszających się obiektów.
Nazwa ATLAS sugeruje jedną z najważniejszych informacji dotyczących tego obiektu: Nie ma on potencjału uderzenia w ziemię. Oznacza to, że nie zderzy się z Ziemią. W rzeczywistości nie zbliży się do nas bardziej niż jesteśmy do słońca.
Prawdopodobnie jest to również kometa, powiedział Taylor. Otoczona jest tzw. komą, rozmytą chmurą gazu i pyłu wokół swojego skalnego jądra. Gdy 3I/ATLAS zbliży się do słońca, ta koma prawdopodobnie się zmieni i ujawni interesujące wskazówki dotyczące jej składu.
„3I/ATLAS prawdopodobnie zawiera lody, zwłaszcza pod powierzchnią, a te lody mogą zacząć aktywować się, gdy zbliży się do słońca” – powiedział Seligman, stypendysta podyplomowy na MSU. „Ale dopóki nie wykryjemy konkretnych emisji gazów, takich jak H2O, CO lub CO2, nie możemy być pewni, jakiego rodzaju lód lub ile go jest.”
W nadchodzących miesiącach teleskopy kosmiczne, takie jak Hubble i JWST, będą mogły przyjrzeć się 3I/ATLAS, aby zbadać te i inne pytania dotyczące jego rozmiaru, obrotu i reakcji na ogrzewanie.
„Mamy te obrazy 3I/ATLAS, na których nie jest to w pełni jasne i wygląda bardziej rozmycie niż inne gwiazdy na tym samym obrazie” – powiedział James Wray, profesor Georgia Institute of Technology zaangażowany w odkrycie. „Obiekt jest dość daleko, więc po prostu nie wiemy.”
Jednak badacze byli w stanie określić kilka istotnych charakterystyk na podstawie swoich początkowych obserwacji. Konkretnie, 3I/ATLAS jest szybszy, większy i starszy niż jego poprzednicy, 1I/’Oumuamua i 2I/Borisov.
Prędkość hiperboliczna 3I/ATLAS wynosi nieco poniżej 60 kilometrów na sekundę – około 130 000 mil na godzinę – w porównaniu do 26 dla 'Oumuamua i 32 dla Borisova. Średnica 3I/ATLAS jest obecnie szacowana na maksymalnie 10 kilometrów, czyli 6 mil, co byłoby 100 razy większe niż 'Oumuamua i 10 razy większe niż Borisov.
Ale Taylor jest pewny, że te liczby zmniejszą się, gdy astronomowie uzyskają lepsze obserwacje 3I/ATLAS. Taki duży rozmiar sugerowałby, że galaktyki są znacznie bardziej skuteczne w tworzeniu tego rodzaju obiektów, niż jest to fizycznie możliwe.
Wreszcie, 'Oumuamua i Borisov mają wiek mierzony w milionach lat, podczas gdy 3I/ATLAS wydaje się mieć między 3 a 11 miliardów lat.
„To szeroki zakres” – powiedział Taylor. „Ale 11 miliardów lat to dość stary. Jest to około tego samego wieku co galaktyka.”
To jest kolejna liczba, którą Taylor podejrzewa, że w ostatecznym rozrachunku okaże się być w dolnym zakresie. Ale i tak będzie to interesujące, ponieważ może dostarczyć więcej wskazówek na temat sposobu, w jaki nasza galaktyka tworzyła gwiazdy, planety i inne obiekty we wczesnych okresach swojej historii.
Odkrycie
Taylor został zwerbowany do projektu podczas podróży, aby potwierdzić, że 3I/ATLAS jest obiektem międzygwiezdnym i dokonać wstępnej charakteryzacji. I był pośpiech. Jeśli zespół ATLAS zauważył 3I, prawdopodobnie i inni astronomowie, więc zespół chciał potwierdzić swoje podejrzenia i jak najszybciej podzielić się tą wiadomością.
„Byłem na wakacjach z rodziną na Fidżi, gdy ogłoszono odkrycie. Gdy to usłyszałem, pomyślałem tylko, 'Dobra, to będzie moje następne dwa dni'” – powiedział Taylor. „To bardzo ekscytujące, ale też bardziej stresujące, niż mogłoby się wydawać.”
Seligman miał trochę więcej czasu na informacje, ale nie zbyt wiele. Wieści zaczęły się rozprzestrzeniać w grupie 1 lipca.
„Usłyszałem coś o obiekcie przed pójściem spać, ale nie mieliśmy jeszcze wielu informacji” – powiedział Seligman. „Gdy wstałem około 1 rano, moi koledzy, Marco Micheli z Europejskiego Obserwatorium Południowego i Davide Farnocchia z Laboratorium Propulsji Odrzutowej NASA, pisali mi maile, że to prawdopodobnie jest dla nas realne. Zacząłem wysyłać wiadomości, mówiąc wszystkim, aby obrócili swoje teleskopy, aby przyjrzeć się temu obiektowi.”
Larry Denneau, członek zespołu ATLAS, przejrzał i przesłał obserwacje odkrycia z Very Large Telescope Europejskiego Obserwatorium Południowego w Chile shortly after it was observed.
„Mieliśmy wcześniej fałszywe alarmy o interesujących obiektach, więc wiemy, że nie powinniśmy zbytnio ekscytować się pierwszego dnia” – powiedział Denneau. „Ale przychodzące obserwacje były spójne, i późno w nocy wyglądało na to, że mieliśmy do czynienia z prawdziwym odkryciem”.
John Tonry, kolejny członek ATLAS i profesor na Uniwersytecie Hawajskim, odegrał kluczową rolę w projektowaniu i budowie ATLAS, przeglądając danych z tego urządzenia, które odkryło 3I.
„Jest naprawdę satysfakcjonujące, kiedy nasza ciężka praca nad przeglądaniem nieba odkrywa coś nowego, a ta kometa, która podróżowała przez miliony lat z innego układu gwiezdnego, jest szczególnie interesująca” – powiedział.
Po potwierdzeniu 3I/ATLAS, Seligman i Karen Meech, przewodnicząca Instytutu Astronomii na Uniwersytecie Hawajskim, zarówno zarządzali przepływem komunikacji, jak i pracowali nad zebraniem danych do przedstawienia w artykule.
„Gdy 3I/ATLAS został zidentyfikowany jako potencjalnie międzygwiezdny, szybko zareagowaliśmy” – powiedziała Meech. „Aktywowaliśmy czas obserwacji na głównych obiektach, takich jak Teleskop Badawczy Astronomiczny Południa i Obserwatorium Gemini, aby uchwycić wczesne, wysokiej jakości dane i zbudować podstawę dla szczegółowych studiów follow-upu.”
Do badań przyczynili się także: European Space Agency Near-Earth Objects Coordination Centre we Włoszech, California Institute of Technology, Auburn University, Universidad de Alicante w Hiszpanii, Universitat de Barcelona w Hiszpanii, European Southern Observatory w Niemczech, Villanova University, Lowell Observatory, University of Maryland, Las Cumbres Observatory, University of Belgrade w Serbii, Politecnico di Milano we Włoszech, University of Western Ontario w Kanadzie, Universidad Diego Portales w Santiago w Chile i Boston University.
