useimpien standardien mukaan avaruus on tavattoman tyhjä, sisältäen keskimäärin vain yhden protonin neljää kuutiometriä kohti. Tässä kosmisessa valtameressä, joka on niin käsittämättömän autio ja valtava, kokonaiset galaksit muistuttavat hajanaisia merivaahtopilkkuja – puhumattakaan tähdistä, planeetoista ja muista vähäisemmistä kohteista, jotka kuihtuvat mitättömiksi tyhjyyteen nähden. Satunnaiset materiakimpaleet, jotka ajelehtivat syvyyksissä löytääkseen toisensa, – ovat kuin ihmeellisiä.
silti löytävät toisensa, ja yllättäviäkin määriä. Tähdet ja planeetat sinkoavat rutiininomaisesti pienempiä kappaleita tähtienväliseen avaruuteen kiertomekaniikan väistämättömänä seurauksena. Ja äskettäinen löytö ’ Oumuamua—salaperäinen ja ensimmäinen laatuaan tähtienvälinen esine, jota vakoiltiin sattumalta, kun se ohitti aurinkomme viime vuonna-vahvistaa sen. Tilastolliset ekstrapoloinnit viittaavat siihen, että Linnunradan tähtien välisissä pimeissä tiloissa saattaa vaania toistaiseksi näkymättömissä Kvadriljoona biljoonaa samankaltaista kohdetta, niin monta, että aina pitäisi olla yksi sellainen kaukainen ohikulkija, joka lentäisi maan tähteämme kiertävän radan rajaaman nimellispallon läpi. Oumuamua, jonka arvioitu koko on noin puoli kilometriä, edustaa joissakin suhteissa tähtienvälisen jäävuoren huippua; aivan kuten hiekkajyväsiä on huomattavasti enemmän kuin suuria kiviä rannalla, jokaista galaksissa vaeltavaa Oumuamuan kokoista ruumista kohti pitäisi olla paljon, paljon enemmän vielä pienempiä esineitä. Tiedemiehet tietävät jo monia mikroskooppisia tähtienvälisiä siirtolaisia-kosmisia säteitä ja mikroninkokoisia tähtipölyhiukkasia, jotka toisinaan iskevät avaruusaluksiin-mutta ’Oumuamuan lisäksi mitään suurempaa ei ole koskaan löydetty lopullisesti.
nyt kaksi tutkijaa—Avi Loeb, Harvardin yliopiston tähtitieteen professori ja Harvardin perustutkintoa suorittava Amir Siraj—sanovat, että tilanne on muuttunut, sillä tammikuussa 2014 havaittu vaatimaton meteori oli todellisuudessa toisen tähden hylkiö. He kertovat tuloksestaan esipainoksessa, joka on toimitettu vertaisarvioituun julkaisuun Astrophysical Journal Letters-lehdessä. Jos havainto varmistuu, se voi auttaa avaamaan uuden rajan tähtienvälisten meteoriittien havaitsemisessa ja tutkimisessa.
hyperbolinen väite
”aiemmat lähestymistavat tähän ongelmaan olivat kuin etsisivät avaimiaan lyhtypylvään alta, jossa aurinkomme on ympäristöään valaiseva lamppu ja ohikulkevat tähtienväliset kohteet ovat avaimia”, Loeb selittää. ”Se on hyvä tekniikka—näin’ Oumuamua löydettiin-mutta se todella rajoittaa sinua, varsinkin kun yrität selvittää esineen koostumusta.”
tutkimuksessaan Loeb ja Siraj käyttivät erilaista menetelmää etsiessään todisteita tähtienvälisistä kohteista yli kolmen vuosikymmenen datasta Center for Near Earth Object Studies (CNEOS), joka on Nasan ylläpitämä maailmanlaajuinen luettelo Yhdysvaltain hallituksen sensoriverkostojen havaitsemista meteoreista.
koska pienempiä tähtienvälisiä kohteita pitäisi olla paljon enemmän, Loeb sanoo: ”on hyvin mahdollista, että ne näkyvät meille meteoreina, koska todennäköisyys niiden leikkaamisesta maan kanssa on suurempi.”Kun tarkkailemme meteoriitin kirkasta jälkeä sen palaessa planeettamme ilmakehässä, se voi paljastaa paitsi kohteen koon ja koostumuksen myös sen lentoradan ja nopeuden suhteessa maahan ja aurinkoon. Jos meteoriitin tuleva nopeus ylittää noin 42 kilometriä sekunnissa—aurinkokunnan pakonopeus maan läheisyydessä—sen lentorataa voidaan pitää ”hyperbolisena”, mikä tarkoittaa, että se on voinut olla ”sitoutumaton” tähtienvälinen ohikulkija, joka liikkuu liian nopeasti joutuakseen auringon painovoiman vangiksi.
vain yksi tapahtuma CNEOS-tietokannassa täytti Loebin ja Sirajin konservatiiviset kriteerit: tulipallo Papua-Uuden-Guinean rannikolla 8.tammikuuta 2014. Parin tekemän CNEOS-datan analyysin mukaan meteori oli puolen metrin kokoinen ja massaltaan lähes 500 kilogrammaa, saapuen maan ilmakehään lähes 44 kilometrin sekuntivauhdilla ennen räjähtämistään korkealla Tyynen valtameren yläpuolella. Meteoriitin jälki osoitti selvästi, ettei se ollut törmännyt maahan suoraan, kuten voisi odottaa nopeasti liikkuvasta, mutta syntyperäisestä kohteesta, joka kiertää tähteämme retrogradisella radalla. Sen sijaan se näytti syöksyneen takaapäin ohittaen planeettamme Maan liikkuessa auringon ympäri—mikä viittaa siihen, että sen todellinen nopeus suhteessa aurinkokuntaamme oli ollut yli 60 kilometriä sekunnissa. Rekonstruoidessaan kohteen todennäköisintä reittiä maahan Loeb ja Siraj eivät löytäneet aikaisempia Lähikohtaamisia Jupiterin tai muiden suurten kappaleiden kanssa, jotka olisivat voineet lisätä sen nopeutta.
tapaus, jossa meteori olisi kiveä toisesta tähdestä, vaikutti lähes liian hyvältä ollakseen totta, varsinkin kun CNEOS-dataa tulkitaan parhaiten varovaisesti. Luettelon päälähteinä ovat Yhdysvaltain armeijan operoimat maata tarkkailevat satelliitit, jotka pystyvät tallentamaan planeettamme ilmakehään saapuvien tulipallojen kirkkauden, suunnan ja keston. Kansallisen turvallisuuden vuoksi hallitus kieltäytyy julkistamasta tietoja mahdollisista epävarmuuden lähteistä satelliittien salamyhkäisissä mittauksissa.
”aluksi en uskonut sitä”, Siraj sanoo. Viikon ajan hän ja Loeb tarkistivat toistuvasti analyysinsä CNEOS-datasta päätyen aina samaan johtopäätökseen: meteorilla on täytynyt olla tähtienvälinen alkuperä. Lopulta he päättivät testata menetelmiään erilaisella, paljon paremmin tutkitulla tapahtumalla-20-metrisellä meteorilla, joka räjähti yli ja aiheutti tuhoa venäläisessä Tšeljabinskin kaupungissa vuonna 2013. Tšeljabinskin tulipallon videotallenteiden avulla ”johdimme sen kiertoradan menetelmillämme, ja se oli hyvin lähellä toisiaan”, Siraj sanoo. ”Kun näin sen, ajattelin:’ Voi luoja, tämä on todellista.””
an Interstellar Origin of Life?
meteorin arvioitu äärimmäinen nopeus oli paitsi paljon suurempi kuin aurinkoa kiertävien kappaleiden nopeus, myös paljon suurempi kuin se, mikä olisi tyypillistä muille Linnunradan ohuen, tähtikiekon läpi kiertäville lähistön järjestelmille. Se, Loeb sanoo, tarkoittaa, että sen oletettu tähtienvälinen alkuperä on selvästi eksoottinen. ”Joko se tuli galaksin paksussa kiekossa olevasta tähdestä”, hän sanoo, ” tai sitten se tuli galaksin ohuesta kiekosta, planeettajärjestelmän sisäalueilta, joilla kappaleet kiertävät suuremmilla nopeuksilla.”
parin analyysi viittaa myös siihen, että tämän mittakaavan tähtienväliset kappaleet iskevät maahan ainakin kerran vuosikymmenessä—eli planeettaamme on satanut ehkä lähes puoli miljardia koko sen 4,5-miljardivuotisen historian aikana. Lähellämme olevien tähtien pitäisi sinkoutua elämänsä aikana 0,2—20 maan massaan tällaisia kappaleita, Loeb ja Siraj arvioivat—ja milloinkin noin miljoonan kappaleen pitäisi olla jossain Maan kiertoradalla auringon ympärillä.
näillä mahdollisuuksilla on syvällisiä vaikutuksia. ”Jotkin näistä kohteista voisivat mahdollisesti siirtää elämää planeettajärjestelmien välillä”, Loeb sanoo viitaten laajaan teoriaan, joka tunnetaan nimellä panspermia (muinaiskreikkaa ja tarkoittaa” kaikkia siemeniä”) ja jonka mukaan elämä on saanut alkunsa ulkoavaruudesta ja voi helposti siirtyä planeettojen välillä. Periaatteessa avaruusolentojen mikrobit, jotka ovat piiloutuneet johonkin elämää kantavaan maailmaan räjähtäneisiin kiviin, saattavat selvitä tähtienvälisestä matkasta ja tulisesta pääsystä planeetan ilmakehään. Jotkut tutkijat ovat olettaneet, että tämä saattaa jopa selittää elämän varhaisen ilmaantumisen maapallolle, mikä fossiiliaineiston mukaan tapahtui järkyttävän nopeasti yli neljä miljardia vuotta sitten, käytännössä heti, kun planeetastamme tuli tarpeeksi viileä, jotta siihen mahtui nestemäistä vettä. ”Jos tämä meteori on todellakin tähtienvälinen, se osoittaa todisteen konseptista”, Loeb sanoo. ”Toki se paloi, mutta isommat, harvinaisemmat eivät, – emmekä tarvitse iskua joka vuosikymmen kylvääksemme varhaisen maan.”
vaikka Loebin ja Sirajin meteori olisi onnistunut pääsemään maan pinnalle, muut panspermian aiheen asiantuntijat kuitenkin arvelevat, ettei se olisi tuonut mukanaan mitään elävää. ”Todennäköisempää on, että tämä kappale ei ole asuttavasta (paljon vähemmän asutetusta) kappaleesta, vaan pikemminkin palanen jäätyneestä, komeettaa muistuttavasta kappaleesta”, sanoo Benjamin Weiss, Massachusetts Institute of Technologyn planeettatutkija ja meteoriittiasiantuntija. Perusteellisemmin Weissin mukaan väite siitä, että juuri tämä avaruuskivi olisi ollut tähtienvälinen, on ongelmallinen. ”Käytetty meteori-luettelo ei ilmoita epävarmuuksia saapuvan nopeuden suhteen”, hän huomauttaa. ”Nämä epävarmuustekijät täytyy kvantifioida ennen kuin tämä meteori voidaan hyväksyä tähtienväliseksi.”
tuntemattomat epävarmuudet
tätä mieltä on myös NASAn Jet Propulsion Laboratoryn cneos-luettelon johtaja Paul Chodas. ”Me CNEOSISSA vain julkaisemme meille ilmoitetut tulipallotiedot; meillä ei ole tietoa epävarmuustekijöistä”, hän sanoo.
tämän vuoden maaliskuussa chodas sanoo, että hän ja muut CNEOS: n työntekijät merkitsivät 2014: n Papua—Uuden-Guinean meteoriitin mahdollisesti tähtienväliseksi omien laskelmiensa perusteella sen kiertoradasta-mutta eivät julkaisseet tuota tulosta, koska olivat huolissaan datan laadusta. Loebin ja Sirajin ”aivan poikkeuksellinen” ja ”erittäin spekulatiivinen” väite perustuu hänen mukaansa vain muutamaan lukuun, jotka ovat todennäköisesti hyvin epävarmoja.”(Artikkelissaan Loeb ja Siraj siteeraavat aiempaa työtä, jossa he raportoivat, että CNEOS-luettelon tyypillinen epävarmuus metrin kokoisen meteorin nopeudelle on alle kilometri sekunnissa—merkityksetön poikkeama heidän ehdokkaansa tähtienvälisen tulipallon valtavassa mitatussa nopeudessa.)
kysyttäessä CNEOS: n tulipallokatalogin epäselvyyksistä, Nasan ”planetary defense officer” Lindley Johnson toteaa, että sen merkinnät edustavat datan käyttöä ”tavalla, jota ei ole koskaan, koskaan alun perin tarkoitettu.”Vaikka se alun perin suunniteltiin yksinkertaiseksi tulipalloaikojen, paikkojen ja energiatasojen luetteloksi, yli vuosikymmen sitten luettelo alkoi myös sisältää arvioita nopeudesta ja suunnasta erityisen datarikkaille tapahtumille siinä toivossa, että tutkijat voisivat käyttää näitä ennusteita jäljittääkseen meteoriittijätteitä suurista tulipalloista, jotka tapahtuivat maan yllä. Pian erityisen rohkeat analyytikot käyttivät näitä ennusteita katsoakseen taaksepäin ajassa ja kokosivat yhteen meteorien mahdollisia kiertoratahistorioita yhdistääkseen ne ja kaikki niiden tuottamat meteoriitit tiettyihin asteroidiperheisiin. Se oli” jo venyttämässä tietojen uskottavuutta yli kaiken todella tieteellisesti pätevän”, Johnson sanoo. ”Haluatko nyt spekuloida niin hataralla tiedolla, että jotkut voisivat olla tähtienvälisiä kappaleita? Se todella venyttää uskottavuutta yli murtumispisteen minulle.”
Peter Brown, Kanadan läntisen yliopiston planeettatähtitieteilijä ja johtava meteoriasiantuntija, sanoo, että vaikka CNEOS—luettelo on keskimäärin erittäin laadukas, minkä tahansa yksittäisen datapisteen—erityisesti pienempien meteorien-pätevyys on edelleen kyseenalainen. ”Tilastollisesti luettelon johdetut kiertoradat ja nopeudet ja liikeradat ovat mielestäni kunnossa”, hän sanoo. ”Mutta me emme yksinkertaisesti tiedä, mitkä ovat hyviä ja mitkä pahoja.”Lisäksi Brown sanoo, että niistä tuhansista pienistä tulipalloista, jotka on aiemmin havaittu muissa, riippumattomissa tutkimuksissa, joissa on käytetty maanpäällisiä kameroita ja tutka-asemia, yksikään ei ole selvästi osoittanut hyperbolista lentorataa. ”Jos kymmenes tai kahdeskymmenesosa väestöstä oli hyperbolisia, kuten Loeb ja Siraj väittävät, luulisi että maassa olevien verkkojen datassa olisi melkoinen määrä hyperboliikkaa-mutta emme näe sitä.”
jopa niin, Brown lisää, ” on fantastinen asia, että muut tulevat eri tieteenaloilta ja soveltavat omia lähestymistapojaan tähän rikkaaseen datajoukkoon…. Tähtienväliset meteoriitit osuvat varmasti maan ilmakehään, ja tulipallot ovat luonnollinen tapa etsiä niitä. Meidän täytyy vain löytää ne vakuuttavasti, tavoilla, joita ei voi sivuuttaa mittausepävarmuuksina.”
tämä on luonnollisesti osa Loebin ja Sirajin suurta suunnitelmaa. Seuraava askel tähtienvälisten meteorien etsinnässä on heidän mukaansa varmistaa, että mahdollisesti hyperbolisia tulipalloja voidaan paitsi havaita myös luonnehtia. Oikeilla laitteilla havaittu tulipallon valo voidaan jakaa moniväriseksi spektriksi, joka toimii” viivakoodina ” paljastaen kohteen kemiallisen koostumuksen—mikä on ratkaiseva vihje siitä, muodostuiko se aurinkomme ympärille vai ei.
”muutaman vuoden välein meillä pitäisi olla tällainen hyperbolinen meteori”, Loeb sanoo. ”Jos vain varmistamme, että tarkkailijat havaitsevat tulipalloja, joilla on ylimääräisiä nopeuksia, meidän pitäisi pystyä tekemään spektroskooppisia tutkimuksia, jotta saamme selville jokaisen spektrin, kun se palaa ilmakehässä ja osoittaa, että se on peräisin aurinkokuntamme ulkopuolelta. Tähän kannattaa varmasti panostaa!”