První návštěvník od cizí hvězdy – Oumuamua

Obsah: Kdo hledá, ten najde – Co jsi zač? – Některé věci prostě musí být komplikované – Kde vznikl Oumuamua? (délka blogu 10 min)

Když se Robert Weryk vydal 18. října do práce, netušil, že se toho dne proslaví. Stane se objevitelem prvního objektu, který k nám přiletěl z cizí hvězdné soustavy.

Ne – není to fikce ani scénář katastrofického filmu. Astronomové zhruba před měsícem skutečně zaregistrovali a prozkoumali objekt, který nejen že nevznikl v naší vlastní soustavě – ale nezrodil se také u žádné z okolních hvězd. Dostal poetický název Oumuamua („Ten kdo přišel z opravdu velké dálky“) nebo také 1I A/2017 U1. Jako první ho zachytil výkonný teleskop Pan-STARRS1.

Kdo hledá, ten najde

Pan-STARRS1 (PS1) je teleskop, umístěný na Havajském ostrově Maui nedaleko hory Haleakala. Zkratka Pan-STARRS znamená „Panoramic Survey Telescope And Rapid Response System“.

Jeho součástí je digitální kamera s rozlišením 1400 megapixelů. Teleskop není sám, nedaleko něj vyrůstá jeho sourozenec, který ponese název PS2 a bude se pyšnit ještě o něco lepším rozlišením (1500 megapixelů). Bude zprovozněn nejspíše na jaře 2018.

Oba teleskopy provozuje a financuje NASA projekt Near Earth Observation Program. Vyhledává s jejich pomocí malé objekty (asteroidy nebo komety), které prolétávají v blízkosti Země. Objekty se katalogizují a odhaduje se nebezpečí možné kolize.

Tento projekt je momentálně nejvýkonnější, jaký má lidstvo k dispozici. Zasluhuje se o téměř polovinu všech nově objevených blízkých objektů. Ani v průzkumu komet nezůstává pozadu – a tak si na své konto může připsat také více než polovinu nově objevených vlasatic.

18. října teleskop PS1 zachytil jeden z dalších objektů. Na první pohled na něm nebylo nic zvláštního. Teleskop je v provozu každý den a prakticky denně zachycuje další a další nové objekty.

Tentokrát se ale po zadání údajů do počítače ukázalo, že se nedaří vypočítat jeho dráhu. Z aktuálně pozorovaných dat pak vyplynulo, že není oválná (tedy uzavřená) ale hyperbolická (otevřená). Poměrně rychle začalo být jasné – objekt nepochází z naší vlastní soustavy. Je to host z jiného planetárního systému.

Co jsi zač?

Pozorování malé tečky na obloze nebylo zrovna snadné. Asteroid byl v době svého objevu vzdálený kolem 30 000 000 km a byl už prakticky na odchodu z naší soustavy. Přísluním (největším přiblížením ke Slunci) prošel o několik dnů dříve, stejně jako místem, kde byl nejblíže k Zemi. Podle svědectví astronomů ho zachytili na středně velkých teleskopech jen v každém druhém snímku a jen s velkým štěstím. Přesto se podařilo zjistit, jak Oumuamua vypadá.

Vědci zkombinovali pozorování několika teleskopů (kromě jiných se mu věnoval také takový gigant, jakým je moderní VLT v Chile). Ukázalo se, že jasnost objektu periodicky stoupá a klesá až o desetinásobek hodnoty. Znamená to, že se asteroid otáčí kolem jedné nebo více os. Měl by být několikrát delší než širší. Občas tedy vidíme jeho delší stranu, které odráží více slunečního světla a občas jen jeho čelo, které má logicky menší plochu a světla odráží méně. Změna byla pozorována každých 7,3 hodin.  Objekt, který je dlouhý kolem 400 metrů, má načervenalou barvu a je spíše tmavší.

Diferencovaná tělesa

jsou taková tělesa, která dosáhla dostatečné velikosti na to, aby se v jejich nitru díky vysoké teplotě rozvrstvil materiál na jádro a plášť. Do jádra klesají těžké prvky – kovy. V plášti zůstávají lehčí silikáty. Podobné rozdělení hmoty prodělala kdysi i Země.

Tvar asteroidu dovoluje odvodit také druh materiálu, ze kterého se skládá. Musí se jednat o masivní objekt, nejspíše to bude odštěpek, vzniklý při srážce diferencovaného tělesa, které se vytvořilo v některé z cizích planetárních soustav.

Do naší soustavy vletěl Oumuamua rychlostí 26 km/s. Sluneční gravitace ho urychlila až na 88 km/s, kterých dosáhl během největšího přiblížení ke Slunci. Momentálně má rychlost kolem 40 km/s. Při vzdalování bude jeho rychlost dále klesat, takže soustavu opustí přibližně stejným tempem, jakým se do ní dostal.

Asteroid přiletěl do naší soustavy z místa, které na našem nebi odpovídá souhvězdí Lyry (její nejjasnější hvězdou je Vega). Astronomy to vůbec nepřekvapilo. Je to totiž nejpravděpodobnější místo, kudy se do našeho systému mohou dostat cizí tělesa. Na vině je jev, kterému se říká sluneční apex.

Slunce se nachází v jednom ze spirálních ramen naší galaxie, Mléčné dráhy.  Spolu s ostatními hvězdami tedy obíhá určitou rychlostí kolem jejího jádra. Kromě jednoznačného pohybu po kružnici Slunce navíc „osciluje“ kolem roviny oběhu. Čas od času touto rovinou prochází, někdy se nachází nad ní a někdy pod ní. Apex je pomyslný bod na nebi, ke kterému Sluneční soustava míří. Momentálně se tento bod nachází - v blízkosti souhvězdí Lyry, v místě, odkud přibližně do naší soustavy vstoupil asteroid Oumuamua.

Bližší pohled odhalí ještě zajímavější souvislosti. Naše soustava se pohybuje směrem k apexu rychlostí 20 km/s. Pokud tedy asteroid vykazoval ke Slunci rychlost kolem 26 km/s, byla jeho vlastní rychlost jen kolem 6 km/s, zbytek se dá přičíst naší vlastní soustavě.

Všechny tyto úvahy dovolují následující představu: náš vesmírný host je volně rotující, nepříliš velký, protáhlý objekt, který je dostatečně pevný na to, aby se při rotaci nerozpadl. Potuloval se vesmírem nejspíše několik miliónů let relativně nízkou rychlostí, dokud nenarazil – na nás. Sluneční gravitace ho přitáhla do blízkosti Země.  Na chvíli několikanásobně zvýšila jeho rychlost. Asteroid se u Slunce dlouho neohřál – stejnou rychlostí s jakou k nám přiletěl, opustí naši soustavu směrem k souhvězdí Pegase.

Některé věci prostě musí být komplikované – aneb jak mu budeme říkat?

Když opadlo první vzrušení, začali vědci samozřejmě přemýšlet o tom, jak objekt pojmenovat. Už dávno se sice předpokládá, že podobné mezihvězdné návštěvy čas od času navštíví také naši Sluneční soustavu, zatím ale nikdy nebyla žádná z nich registrována – chyběl tedy také mechanismus, který by mu přidělil jméno.

Nakonec se vědci shodli na tom, že dostane podobné pojmenování, jako mívají nově objevené komety: C/2017 (PANSTARRS). Písmeno C si vysloužil díky předpokladu, že se nejspíše bude jednat o exotickou neperiodickou kometu s dobou oběhu více než 200 let, 2017 je rok objevení a U1 poukazuje na druhou polovinu října. 

Rozdíl mezi kometami a asteroidy

je právě v jejich složení. Komety pocházejí spíše ze vzdálenějších oblastí Sluneční soustavy. Materiál, ze kterého vznikaly, obsahoval hodně pevných zmrzlých částeček plynů a prachu. Asteroidy vznikaly blíže Slunci, v oblasti, kterou původní intenzivní záření nově vzniklé hvězdy doslova „vymetlo“ a odstranilo z něj naprostou většinu lehkých plynových molekul. Objekty, které zde vznikaly, se proto skládají jen z pevných částic, plyn se z nich ani v blízkosti Slunce uvolňovat nemůže, nezanechávají tedy za sebou typický kometární ocas.

Po nějaké době se zjistilo, že se v žádném případě nemůže jednat o kometu, na snímcích totiž chyběl typický kometární „ocas“. Ten se skládá z uvolňovaných plynů a prachu. Vědci tedy změnili jméno na A/2017 U1. Písmeno A označuje slovo „asteroid“.

Návštěvník mezitím dostal také poetické jméno Oumuamua, které v překladu z havajštiny znamená zhruba „První, kdo přišel z opravdu velké dálky“.

A aby byla situace kolem jeho jména ještě komplikovanější, přišla organizace Minor Planet Center (která se stará o jména důležitých pozorovaných objektů) s dalším jménem. Cizokrajný asteroid tak byl pomyslně povýšen do „šlechtického stavu“. Jeho plné jméno dnes zní 1 I (´)Oumuamua. Jednička znamená, že je prvním tělesem svého druhu, jaké kdy bylo objeveno. Písmeno velké „I“ odteď označuje charakter podobných objektů – těles, která se k nám dostala z dalekého mezihvězdného prostoru. Apostrof je neznělé písmeno používané v havajštině a Ou-mua-mua označuje už zmiňované „První, kdo přišel z opravdu velké dálky“.

Kde vznikl Oumuamua?

Zatímco se astronomové starali o název asteroidu, začala se o něj zajímat také laická veřejnost. Nejspíš nikoho nepřekvapí, o jaké úvahy se jednalo. Tak jako se snad každý pacient v případě nevyjasněných a neznámých příznaků bojí, že má rakovinu – vynoří se okamžitě v případě nebeských nevyjasněných jevů podezření, že se jedná o mimozemskou civilizaci. Záhadný asteroid podlouhlého tvaru okamžitě inspiroval laické publikum k nejrůznějším spekulacím.

Podlouhlý kovový objekt, který záhadně míjí Zemi, aby si ji prohlédl! To přeci musí být cizí kosmická loď!

Přišli k nám, aby s námi navázali kontakt. Pak ale četli Trumpovy tweety a zase si to rozmysleli. Teď dělají mrtvého brouka.

Takovými (a podobnými) více nebo méně vážně míněnými úvahami se internet přímo hemží.

Vzhledem k povaze objektu se ale dá ona vzrušující možnost, že by se mohlo jednat o cizí kosmickou loď spíše vyloučit. Je sice pravda, že se už dávno vynořily plány na cestování kosmickým prostorem s použitím asteroidů. Všechny ale logicky předpokládaly o dost vyšší rychlosti než tu, kterou měl a má Oumuamua.

Astronomové považují za nejpravděpodobnější místo jeho vzniku několik set světelných roků vzdálenou skupinu hvězd. Asi jen málokterá vesmírná civilizace se dobrovolně uvězní na několik miliónů let do malého asteroidu, který cestuje rychlostí vesmírného šneka. Už jen množství zásob, nutné na tak dlouhý výlet, by se na podobný asteroid nejspíše nevešlo. Nejde jen o zásoby jídla nebo vody – kromě vesmírných cestovatelů by na něm muselo být místo na palivo a přístroje nutné k udržování příznivých podmínek pro život. Leda by snad mimozemšťané po milióny let spali a v cíli nehodlali zabrzdit. Už po těchto jednoduchých a nekomplikovaných úvahách začíná být jasné, že asteroid nejspíše kosmickou loď neskrývá – návštěva tvorů, kteří se rozhodli prospat milióny let, u cíle se nevzbudili a svou loď nebrzdili – by postrádala jakýkoliv smysl.

Nejspíše vás napadnou ještě další a pádnější důvody, proč nemůže být Oumuamua vytouženou návštěvou bytostí z cizí civilizace. To samozřejmě neznamená, že budoucnost neskrývá žádná překvapení.

Kolem téměř každé hvězdy obíhá větší nebo menší množství planet. Jejich vznik doprovázejí časté kolize. Odhaduje se, že každý systém může ztratit během svého vývoje kolizemi hmotu odpovídající dvacetinásobku hmotnosti Země. Jedná se o různé odštěpky a zbytky kolizemi zničených těles, které získají při srážkách tak vysokou rychlost, že jsou ze svého domovského systému vymrštěny do volného mezihvězdného prostoru. Mléčnou drahou se potuluje odhadem 100 000 000 000 000 000 000 000 000 takových objektů.

Astronomové odhadují, že se na návštěvu jednoho z nich můžeme těšit každý rok. Možná ho příště uvidíme s dostatečným předstihem a budeme pozorovat jak jeho přílet, tak odlet.

Zdroje: spektrum.de, astronomie.de, https://arxiv.org/pdf/1711.01300.pdf, https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1711/1711.01402.pdf, https://arxiv.org/abs/1711.00445, https://arxiv.org/abs/1710.11364, https://arxiv.org/abs/1710.09977, http://www.eso.org/public/germany/news/eso1737/