Vào ngày 19 tháng 10 năm 2017, Kính thiên văn Khảo sát toàn cảnh và Hệ thống phản ứng nhanh-1 (Pan-STARRS-1) ở Hawaii đã công bố phát hiện lần đầu tiên về một tiểu hành tinh giữa các vì sao, được đặt tên là 1I / 2017 U1 (hay còn gọi là um Oumuamua). Trong những tháng tiếp theo, nhiều quan sát tiếp theo đã được tiến hành cho phép các nhà thiên văn học hiểu rõ hơn về kích thước và hình dạng của nó, đồng thời tiết lộ rằng nó có đặc điểm của cả sao chổi và tiểu hành tinh.
Thật thú vị, cũng đã có một số suy đoán dựa trên hình dạng của nó, ‘Oumuamua thực sự có thể là một tàu vũ trụ giữa các vì sao (Đột phá Nghe thậm chí đã theo dõi nó để tìm dấu hiệu của tín hiệu vô tuyến!). Một nghiên cứu mới của một cặp nhà thiên văn học từ Trung tâm Vật lý thiên văn Harvard CsonA (CfA) đã tiến thêm một bước, cho thấy Oumuamua thực sự có thể là một cánh buồm nhẹ có nguồn gốc ngoài Trái đất.
Nghiên cứu - Giải thích về áp suất bức xạ mặt trời có thể giải thích ‘Tăng tốc đặc biệt của Oumuamua,?, Mà gần đây đã xuất hiện trực tuyến - được thực hiện bởi Shmuel Bialy và Giáo sư Abraham Loeb. Trong khi Bialy là nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Viện Lý thuyết và Tính toán (ITC) của CfA, Giáo sư Loeb là giám đốc của ITC, Giáo sư Khoa học của Frank B. Baird Jr. tại Đại học Harvard và là chủ tịch của Starshot đột phá Ban cố vấn.
Tóm lại, ‘Oumuamua lần đầu tiên được phát hiện bởi cuộc khảo sát Pan-STARRS-1 sau 40 ngày kể từ khi nó vượt qua Mặt trời gần nhất (vào ngày 9 tháng 9 năm 2017). Tại thời điểm này, nó cách Mặt trời khoảng 0,25 AU (một phần tư khoảng cách giữa Trái đất và Mặt trời) và đang trên đường ra khỏi Hệ Mặt trời. Vào thời điểm đó, các nhà thiên văn học lưu ý rằng nó dường như có mật độ cao (biểu thị thành phần đá và kim loại) và nó đang quay nhanh.
Mặc dù nó không cho thấy bất kỳ dấu hiệu nào khi nó vượt qua Mặt trời của chúng ta (điều này cho thấy đó là sao chổi), một nhóm nghiên cứu đã có thể thu được quang phổ chỉ ra rằng ‘Oumuamua băng giá hơn so với suy nghĩ trước đây. Sau đó, khi nó bắt đầu rời khỏi Hệ mặt trời, Kính thiên văn vũ trụ Hubble chụp một số hình ảnh cuối cùng của ‘Oumuamua cho thấy một số hành vi bất ngờ.
Sau khi kiểm tra các hình ảnh, một nhóm nghiên cứu quốc tế khác phát hiện ra rằng ‘Oumuamua đã tăng vận tốc, thay vì chậm lại như mong đợi. Lời giải thích có khả năng nhất, họ tuyên bố, đó là ‘Oumuamua đang trút vật liệu từ bề mặt của nó do hệ thống sưởi năng lượng mặt trời (hay còn gọi là hết hạn). Việc phát hành tài liệu này, phù hợp với cách hành xử của sao chổi, sẽ mang lại cho ‘Oumuamua lực đẩy ổn định cần thiết để đạt được sự gia tăng vận tốc này.
Về vấn đề này, Bialy và Loeb đưa ra lời giải thích ngược lại. Nếu ‘Oumuamua trên thực tế là một sao chổi, thì tại sao nó không trải nghiệm sự vượt trội khi nó ở gần Mặt trời nhất của chúng ta? Ngoài ra, họ còn trích dẫn một nghiên cứu khác cho thấy rằng nếu sự vượt trội chịu trách nhiệm cho việc tăng tốc, thì nó cũng sẽ gây ra một sự tiến hóa nhanh chóng trong spin Oumuamua Quay (không được quan sát).
Về cơ bản, Bialy và Loeb xem xét khả năng ‘Oumuamua trên thực tế có thể là một cánh buồm nhẹ, một dạng tàu vũ trụ dựa vào áp suất bức xạ để tạo ra lực đẩy - tương tự như những gì Starshot đột phá đang làm việc Tương tự như những gì được lên kế hoạch cho Starshot, cánh buồm nhẹ này có thể đã được gửi từ một nền văn minh khác để nghiên cứu Hệ mặt trời của chúng ta và tìm kiếm dấu hiệu của sự sống. Như giáo sư Loeb đã giải thích với Tạp chí Vũ trụ qua email:
Chúng tôi giải thích sự gia tốc quá mức của `Oumuamua khỏi Mặt trời là kết quả của lực mà Ánh sáng Mặt trời tác dụng lên bề mặt của nó. Để lực này giải thích gia tốc vượt quá đo được, vật thể cần phải cực kỳ mỏng, theo thứ tự một phần của một milimet có độ dày nhưng kích thước hàng chục mét. Điều này làm cho vật thể nhẹ cho diện tích bề mặt của nó và cho phép nó hoạt động như một cánh buồm nhẹ. Nguồn gốc của nó có thể là tự nhiên (trong các đĩa trung gian giữa các sao hoặc các hành tinh nguyên sinh) hoặc nhân tạo (như một đầu dò được gửi cho một nhiệm vụ trinh sát vào khu vực bên trong của Hệ Mặt trời).
Dựa trên điều này, Bialy và Loeb đã tính toán về hình dạng, độ dày và tỷ lệ khối lượng trên diện tích mà một vật thể nhân tạo như vậy sẽ có. Họ cũng đã cố gắng xác định liệu vật thể này có thể tồn tại trong không gian giữa các vì sao hay không và liệu nó có thể chịu được các ứng suất kéo do lực quay và thủy triều gây ra hay không.
Những gì họ tìm thấy là một cánh buồm chỉ dày một phần milimét (0,3-0,9 mm) là đủ để một tấm vật liệu rắn tồn tại trong hành trình xuyên qua toàn bộ thiên hà - mặc dù điều này phụ thuộc rất lớn vào mật độ khối lượng của 'Oumuamuam ( mà không bị hạn chế tốt). Dù dày hay mỏng, cánh buồm này sẽ có thể chịu được va chạm với các hạt bụi và khí thấm vào môi trường giữa các vì sao, cũng như các lực ly tâm và thủy triều.
Đối với những gì một cánh buồm nhẹ ngoài hành tinh sẽ làm trong Hệ Mặt trời của chúng ta, Bialy và Loeb đưa ra một số lời giải thích khả dĩ cho điều đó. Đầu tiên, họ cho rằng tàu thăm dò thực sự có thể là một cánh buồm không xác định trôi nổi dưới ảnh hưởng của trọng lực và bức xạ sao, tương tự như các mảnh vỡ từ xác tàu đắm trôi nổi trong đại dương. Điều này sẽ giúp giải thích tại sao Nghe đột phá không tìm thấy bằng chứng truyền dẫn vô tuyến.
Loeb minh họa thêm ý tưởng này trong một bài báo gần đây, ông đã viết Khoa học Mỹ, nơi ông cho rằng ‘Oumuamua có thể là trường hợp đầu tiên được biết đến của một di tích nhân tạo trôi nổi vào Hệ Mặt trời của chúng ta từ không gian giữa các vì sao. Hơn nữa, ông lưu ý rằng những chiếc đèn có kích thước tương tự đã được con người thiết kế và chế tạo, bao gồm cả thiết kế của Nhật Bản IKAROS dự án và Sáng kiến Starshot với anh ta có liên quan.
Cơ hội này thiết lập một nền tảng tiềm năng cho một biên giới mới củakhảo cổ vũ trụ, cụ thể là nghiên cứu về các di tích từ các nền văn minh trong quá khứ trong không gian, đã từng viết. Tìm kiếm bằng chứng cho rác không gian có nguồn gốc nhân tạo sẽ cung cấp một câu trả lời khẳng định cho câu hỏi lâu đời Chúng ta có đơn độc không? Điều này sẽ có tác động mạnh mẽ đến văn hóa của chúng ta và thêm một viễn cảnh vũ trụ mới vào tầm quan trọng của hoạt động của con người.
Mặt khác, như Loeb nói với Tạp chí Không gian, ‘Oumuamua có thể là một phần hoạt động của công nghệ ngoài hành tinh để khám phá Hệ Mặt trời của chúng ta, giống như cách chúng ta hy vọng khám phá Alpha Centauri bằng cách sử dụng Starshot và các công nghệ tương tự:
Cúp Tanh ta thay thế là tưởng tượng rằng `Oumuamua đang thực hiện nhiệm vụ trinh sát. TLý do tôi suy ngẫm về khả năng trinh sát là giả định rằng `Oumumua đi theo quỹ đạo ngẫu nhiên đòi hỏi phải sản xuất ~ 10 ^ {15} những vật thể như vậy trên mỗi ngôi sao trong thiên hà của chúng ta. Sự phong phú này cao gấp hàng trăm triệu lần so với dự kiến của Hệ mặt trời, dựa trên một tính toán mà chúng tôi đã thực hiện vào năm 2009. Một mức dư thừa cao đáng ngạc nhiên, trừ khi `Oumuamua là một người thăm dò mục tiêu trong một nhiệm vụ trinh sát và không phải là thành viên của dân số ngẫu nhiên của các đối tượng.
Theo Loeb, đó cũng có một thực tế là ‘quỹ đạo Oumuamua đã mang nó đến trong vòng 0,25 AU của Mặt trời, đây là một quỹ đạo tốt để đánh chặn Trái đất mà không gặp quá nhiều bức xạ mặt trời. Ngoài ra, nó xuất hiện trong vòng 0,15 AU của Trái đất, có thể là kết quả của việc hiệu chỉnh quỹ đạo được thiết kế để tạo điều kiện thuận lợi cho việc bay.
Thay phiên, ông nói rằng có thể hàng trăm tàu thăm dò như vậy có thể được gửi để một trong số chúng đủ gần Trái đất để nghiên cứu nó. Việc khảo sát Pan STARRS-1 hầu như không phát hiện ra ‘Oumuamua ở cách tiếp cận gần nhất có thể được coi là một dấu hiệu cho thấy có nhiều vật thể khác không được phát hiện, củng cố trường hợp Oumuamua là một trong nhiều đầu dò như vậy.
Xem xét rằng các nhà thiên văn học gần đây đã kết luận rằng Hệ mặt trời của chúng ta có thể đã bắt được hàng ngàn vật thể liên sao như ‘Oumuamua, điều này mở ra khả năng cho các phát hiện trong tương lai có thể giúp chứng minh (hoặc bác bỏ) trường hợp cho một cánh buồm nhẹ giữa các vì sao.
Đương nhiên, Bialy và Loeb thừa nhận rằng vẫn còn quá nhiều điều chưa biết để nói với bất kỳ sự chắc chắn nào ‘Oumuamua thực sự là gì. Và ngay cả khi nó thực sự là một mảnh đá tự nhiên, tất cả các tiểu hành tinh và sao chổi khác đã được phát hiện trước đây đều có các tỷ lệ khối lượng trên diện tích lớn hơn so với ước tính hiện tại đối với Oumuamua.
Điều đó, và thực tế là áp suất bức xạ dường như có khả năng tăng tốc nó, có nghĩa là ‘Oumuamua đại diện cho một loại vật liệu liên sao mỏng mới chưa từng thấy trước đây. Nếu đúng, điều đó mở ra một loạt các bí ẩn mới, chẳng hạn như cách thức sản xuất vật liệu đó và bởi cái gì (hoặc ai).
Mặc dù nó đã vượt quá tầm với của kính viễn vọng của chúng tôi trong gần một năm nay, ‘Oumuamua chắc chắn vẫn là chủ đề của nghiên cứu mạnh mẽ trong nhiều năm tới. Và bạn có thể đặt cược các nhà thiên văn học sẽ cảnh giác để biết thêm về họ! Rốt cuộc, Raman Ramans làm mọi thứ trong bộ ba, phải không?
