A/2017 U1 – pierwszy znany przybysz spoza Układu Słonecznego. Co o nim wiemy?

A/2017 U1 to pierwszy znany obiekt z przestrzeni międzygwiezdnej przemierzający Układ Słoneczny. Jego odkrycie stało się globalną sensacją, największą od lat w dziedzinie badań naszego kosmicznego „podwórka”, być może porównywalną z pierwszymi odkryciami egzoplanet. Czemu to odkrycie jest takie ważne? I co o nim wiemy? Zebraliśmy na jego temat nieco informacji.

Kometa czy planetoida?

Do odkrycia zagadkowego ciała kosmicznego doszło 18 października 2017 r. Wyliczenia na podstawie pierwszych obserwacji mówiły o hiperbolicznej orbicie z mimośrodem ponad 1,2. Tak wydłużona orbita, a przy tym niewielka odległość w peryhelium (ok. 0,25 au) sprawiły, że początkowo obiekt uznano za kometę długookresową – stąd nadanie jej oznaczenia C/2017 U1 (PANSTARRS). Często zdarza się bowiem, że nowoodkrywane komety z Obłoku Oorta na podstawie kilku obserwacji mogą sprawiać wrażenie hiperbolicznych, dając wynik obliczeń orbitalnych z mimośrodem ok. 1 lub nieznacznie wyższym. Zwykle wraz ze zwiększeniem się liczby obserwacji, kolejne dużo dokładniejsze obliczenia zmniejszają tę wartość poniżej 1, czego doświadczyliśmy już w przypadku wielu komet długookresowych. Jednak nawet niehiperboliczna, ale znacznie wydłużona orbita to wciąż typowa cecha komet, znacznie rzadziej planetoid. Zakładając, że jest ona skalistym ciałem z albedo 10%, powinna mieć rozmiary ok. 160 m. Zgodnie z zasadą Bortle’a, określającą kiedy mała kometa zbliżająca się na niewielką odległość do Słońca może (z całkiem dużym prawdopodobieństwem) ulec rozpadowi, szanse na przetrwanie C/2017 U1 mogłyby drastycznie się skurczyć. A jednak udało się ją odkryć ponad miesiąc po peryhelium, więc w międzyczasie jej byt nie obrócił się w nicość po teoretycznie prawdopodobnym rozpadzie. Dlaczego zatem przetrwała? Opublikowane wczoraj wyniki obserwacji (wykonanych 25 października przez VLT (Very Large Telescope)) nie stwierdziły jakiejkolwiek aktywności kometarnej obiektu. Na wykonanych zdjęciach ciało było gwiazdopodobne, bez, charakterystycznych dla komet, gazowej otoczki i warkocza. Obserwacje z VLT były jednoznaczne z koniecznością zmiany klasyfikacji obiektu z nowej komety na nową planetoidę, co z kolei skutkowało zmianą jej oznaczenia na A/2017 U1. Do tej pory jest to pierwszy przypadek kiedy ciało uznawane za kometę zostaje re-klasyfikowane jako planetoida.

Skąd do nas przybyła?

Obecna niepewność obliczeń pozwala na stwierdzenie, że A/2017 U1 z całą pewnością porusza się po hiperbolicznej orbicie o mimośrodzie ok. 1,19. To stawia byłą egzoplanetoidę Panstarrs na pierwszym miejscu wśród znanych obiektów z największą ekscentrycznością orbity. Poprzedni rekord należał do komety C/1980 E1 (Bowell), która w 1980 r. przelatując w odległości zaledwie 0.228 au od Jowisza, została skierowana na hiperboliczną orbitę o mimośrodzie 1.057, co oznacza, że najprawdopodobniej opuści ona swój rodzimy Układ Słoneczny. Bardzo możliwe, że w bliżej nieznanej nam przeszłości A/2017 U1 również została wyrzucona z układu, w którym powstała, by w końcu, po tułaczce w przestrzeni międzygwiezdnej, nadlecieć do naszego Układu Słonecznego z prędkością bliską 26 km/s względem Słońca. Najnowsze obserwacje spektroskopowe nie wykazują szczególnych różnic między planetoidą Panstarrs a znanymi nam już małymi ciałami skalistymi. Duża ekscentryczność orbity zarówno w obliczeniach heliocentrycznych, jak i barycentrycznych sugeruje pozasłoneczne pochodzenie obiektu, niezwiązanego grawitacyjnie z naszym układem planetarnym. Kierunek, z którego przybyła leży zaledwie ok. 6 stopni od apeksu Słońca – punktu, w kierunku którego Słońce porusza się względem innych jasnych gwiazd w sąsiedztwie, a który od wielu lat uznawano za prawdopodobne miejsce przybycia ciał spoza Układu Słonecznego. Radiant, z którego dotarła do nas planetoida znajduje się w gwiazdozbiorze Lutni, niecałe 5 stopni od Wegi – jednej z najjaśniejszych gwiazd na niebie, a jednocześnie jednej z najbliższych – znajduje się zaledwie 25 lat świetlnych stąd. Zakładając utrzymywanie przez planetoidę stałej prędkości, taki dystans byłaby w stanie pokonać w ok. 300 tys. lat, jednak sama gwiazda mogła znajdować się wówczas w zupełnie innym miejscu. Możliwe również, że jej macierzysta gwiazda jest obecnie znacznie dalej, a planetoida weszła na drogę ucieczki z układu miliony lat wcześniej – posiadając tak dużą prędkość w ciągu miliona lat mogłaby pokonać 85 lat świetlnych.

Czy międzygwiezdni goście w Układzie Słonecznym są rzadkością?

Pierwsze, przełomowe odkrycia zawsze pozostawiają duże pole do dyskusji. Trudno jednoznacznie stwierdzić, czy w tym przypadku możemy mówić o niezwykłym łucie szczęścia, czy podobne historie z odwiedzającymi nas obiektami spoza Układu Słonecznego staną się normą. Astronomia stała już przed podobnym dylematem kilkanaście lat temu, kiedy odkrywane były pierwsze egzoplanety. Wówczas nasze postrzeganie Wszechświata musiało ulec głębokim zmianom. Co prawda przypuszczano, że wokół innych gwiazd mogą krążyć planety, podobnie jak Ziemia, czy Mars wokół Słońca, ale do czasu odkrycia tej pierwszej były to jedynie domysły, a w latach 90-tych, kiedy spodziewany przełom wreszcie nastąpił, nikt nie znał skali występowania egzoplanet. Dziś znamy ich już ponad 3,5 tys. i potrafimy wykrywać je masowo. Niewykluczone, że podobny los czeka docierające do nas planetoidy i komety pozasłoneczne. Tak naprawdę dopiero przez ostatnich ok. 15 lat mamy techniczne możliwości do odnajdywania takich ciał w dobie ogromnych przeglądów nieba (jak Pan-STARRS), więc fakt, że stoimy przed pierwszym takim odkryciem nie musi świadczyć o jego niebywałej rzadkości. Planetoidę A/2017 U1 udało się dostrzec dopiero miesiąc po peryhelium w momencie kiedy dzieliła ją od nas odległość zaledwie 0,2 au. Później odnaleziono jeszcze obserwacje przedodkryciowe z Catalina Sky Survey wykonane w momencie największego zbliżenia obiektu do Ziemi 14 października na odległość 0,16 au. Gdyby planetoida nie znalazła się tak blisko, z pewnością nie zostałaby przez nas zauważona. Wykrywanie tak niewielkich obiektów to wciąż spore wyzwanie. Miejmy jednak nadzieję, że to nie ostatnie równie niezwykłe odkrycie.

Ilustracja do artykułu: Orbita planetoidy pozasłonecznej A/2017 U1. Źródło: JPL/NASA

 

Mikołaj Sabat

Sekcja Obserwatorów Komet PTMA