conform majorității standardelor, spațiul este extrem de gol, conținând în medie doar un proton la patru metri cubi de volum. În acest ocean cosmic, atât de incomprehensibil de pustiu și vast, galaxiile întregi sunt asemănătoare cu pete împrăștiate de spumă de mare—ca să nu mai vorbim de stele, planete și alte obiecte mai mici care se estompează la nesemnificativ împotriva vidului. Pentru smocuri aleatoare de materie în derivă în adânc pentru a găsi într-un fel reciproc pare să frontieră pe miraculos.
cu toate acestea, se găsesc unii pe alții, și într-un număr surprinzător. Stelele și planetele aruncă în mod obișnuit obiecte mai mici în spațiul interstelar ca o consecință inevitabilă a mecanicii orbitale. Iar descoperirea recentă a lui ‘ Oumuamua—un obiect interstelar misterios și primul de acest fel spionat din întâmplare când a trecut aproape de soarele nostru anul trecut-confirmă acest lucru. Extrapolările statistice sugerează că un cvadrilion de trilioane de obiecte similare pot pândi încă nevăzute în spațiile întunecate dintre stelele Căii Lactee, atât de multe încât ar trebui să existe întotdeauna un astfel de trecător îndepărtat care să zboare prin sfera noțională delimitată de orbita Pământului în jurul stelei noastre. Cu o dimensiune estimată de aproximativ jumătate de kilometru, ‘ Oumuamua reprezintă în unele privințe vârful aisbergului interstelar; la fel cum boabele de nisip depășesc cu mult stâncile mari de pe o plajă, pentru fiecare corp de dimensiuni ‘Oumuamua care rătăcește prin galaxie ar trebui să existe multe, multe alte obiecte chiar mai mici. Oamenii de știință cunosc deja mulți imigranți interstelari microscopici—raze cosmice și pete de praf stelar de dimensiuni micronice care lovesc ocazional nave spațiale-dar în afară de ‘Oumuamua, nimic mai mare nu a fost găsit definitiv.
acum, doi cercetători—Avi Loeb, Catedra de astronomie la Universitatea Harvard și Amir Siraj de la Harvard—spun că acest lucru s-a schimbat, argumentând că un meteorit modest observat în ianuarie 2014 a fost de fapt un proscris de la o altă stea. Ei detaliază rezultatul lor într-o preimprimare trimisă pentru publicarea revizuită de colegi în Astrophysical Journal Letters. Dacă se confirmă, descoperirea ar putea ajuta la deschiderea unei noi frontiere în detectarea și studiul meteorilor interstelari.
o afirmație hiperbolică
„abordările anterioare ale acestei probleme erau ca și cum ai căuta cheile sub un felinar, unde soarele nostru este lampa care luminează împrejurimile sale și trecerea obiectelor interstelare sunt cheile”, explică Loeb. „Aceasta este o tehnică bună—așa a fost găsit „Oumuamua” —dar te limitează cu adevărat, în special în încercarea de a descoperi compoziția unui obiect.”
pentru studiul lor, Loeb și Siraj au folosit o metodă diferită, căutând dovezi ale obiectelor interstelare în mai mult de trei decenii de date de la Center for Near Earth Object Studies (Cneos), un catalog global de meteori administrat de NASA detectat de rețele de senzori guvernamentali americani.
deoarece ar trebui să existe mult mai multe obiecte interstelare la dimensiuni mai mici, Loeb spune: „există o șansă bună ca acestea să ne apară ca meteori, deoarece șansele de a se intersecta cu pământul sunt mai mari.”Monitorizarea traseului luminos al unui meteorit pe măsură ce arde în atmosfera planetei noastre poate dezvălui nu numai dimensiunea și compoziția obiectului, ci și traiectoria și viteza sa în raport cu Pământul și soarele. Dacă viteza de intrare a unui meteorit depășește aproximativ 42 de kilometri pe secundă—viteza de evacuare a sistemului solar în vecinătatea Pământului—traiectoria sa ar putea fi considerată „hiperbolică”, ceea ce înseamnă că ar fi putut fi un trecător interstelar „nelegat” care se mișcă prea repede pentru a fi capturat de gravitația Soarelui.
un singur eveniment din Baza de date CNEOS a îndeplinit criteriile conservatoare ale lui Loeb și Siraj: o minge de foc în largul coastei Papua Noua Guinee la 8 ianuarie 2014. Conform analizei perechii a datelor CNEOS, meteoritul a avut o dimensiune de jumătate de metru și a masat aproape 500 de kilograme, intrând în atmosfera Pământului cu aproape 44 de kilometri pe secundă înainte de a exploda deasupra Oceanului Pacific. În mod grăitor, traseul meteoritului a arătat că nu a afectat Pământul frontal, așa cum s-ar putea aștepta de la un obiect în mișcare rapidă, dar nativ, pe o orbită retrogradă în jurul stelei noastre. În schimb, se pare că s—a năpustit din spate, depășind planeta noastră pe măsură ce Pământul se mișca în jurul Soarelui-sugerând că viteza sa reală față de sistemul nostru solar a fost în exces de 60 de kilometri pe secundă. Reconstruind calea cea mai probabilă a obiectului către Pământ, Loeb și Siraj nu au găsit întâlniri apropiate anterioare cu Jupiter sau alte corpuri mari care ar fi putut să-i mărească viteza.
cazul meteoritului fiind o rocă de la o altă stea părea aproape prea bun pentru a fi adevărat, mai ales că datele CNEOS sunt cel mai bine interpretate cu prudență. Sursele primare ale catalogului sunt sateliții clasificați de observare a Pământului operați de armata SUA, care pot înregistra luminozitatea, orientarea și durata mingii de foc care intră în atmosfera planetei noastre. Din motive de securitate națională, guvernul refuză să publice informații despre potențialele surse de incertitudine în măsurătorile secrete ale sateliților.
„la început nu am crezut”, spune Siraj. Timp de o săptămână, el și Loeb și-au verificat în mod repetat analiza datelor CNEOS, ajungând întotdeauna la aceeași concluzie: meteoritul trebuie să fi avut o origine interstelară. În cele din urmă, au ales să-și testeze metodele pe un eveniment diferit, mult mai bine studiat—meteoritul de 20 de metri care a explodat și a făcut ravagii în orașul rus Chelyabinsk în 2013. Folosind înregistrări video ale mingii de Foc din Chelyabinsk, „i-am derivat orbita folosind metodele noastre și a fost o potrivire foarte strânsă”, spune Siraj. „Când am văzut asta, m-am gândit:” O, Doamne, asta este real.”
o origine interstelară a vieții?
viteza extremă estimată a meteoritului nu a fost doar mult mai mare decât cea a obiectelor care orbitează soarele, ci și mult peste ceea ce ar fi tipic pentru alte sisteme din apropiere care se învârt prin discul subțire al Căii Lactee. Asta, spune Loeb, înseamnă că presupusele sale origini interstelare sunt decisiv exotice. „Fie a venit de la o stea din discul gros al galaxiei”, spune el, ” fie a venit de pe discul subțire al galaxiei, din regiunile interioare ale unui sistem planetar în care obiectele orbitează la viteze mai mari.”
Analiza perechii sugerează, de asemenea, că obiecte interstelare de această scară lovesc pământul cel puțin o dată pe deceniu—ceea ce înseamnă că aproape jumătate de miliard au plouat pe planeta noastră de-a lungul istoriei sale de 4,5 miliarde de ani. Stelele din apropierea noastră ar trebui să ejecteze oriunde între 0,2 și 20 de mase terestre de astfel de obiecte pe parcursul vieții lor, estimează Loeb și Siraj—și în orice moment, de ordinul unui milion ar trebui să fie undeva în orbita Pământului în jurul Soarelui.
asemenea posibilități au implicații profunde. „Unele dintre aceste obiecte ar putea transfera viața între sistemele planetare”, spune Loeb, referindu-se la o teorie largă cunoscută sub numele de panspermia (greaca antică pentru” toate semințele”) care susține că viața a început pentru prima dată în spațiul cosmic și poate migra ușor între planete. În principiu, microbii extratereștri adăpostiți în roci aruncate în spațiu de un impact uriaș asupra unei lumi purtătoare de viață ar putea supraviețui unei călătorii interstelare și unei intrări înflăcărate în atmosfera unei planete. Unii cercetători au susținut că acest lucru ar putea explica chiar apariția timpurie a vieții pe Pământ, despre care înregistrările fosile sugerează că a avut loc cu o rapiditate șocantă în urmă cu mai bine de patru miliarde de ani, practic de îndată ce planeta noastră a devenit suficient de rece pentru a adăposti apă lichidă. „Dacă acest meteorit este într-adevăr interstelar, acesta arată o dovadă a conceptului”, spune Loeb. „Sigur, a ars, dar cele mai mari și mai rare nu vor. și nu avem nevoie de un impact în fiecare deceniu pentru a semăna pământul timpuriu.”
chiar dacă meteoritul lui Loeb și Siraj ar fi reușit să ajungă la suprafața Pământului, totuși, alți experți în subiectul arcan al panspermiei sugerează că nu ar fi adus nimic care să trăiască cu el. „Mai probabil, acest obiect nu provine dintr-un corp locuibil (mult mai puțin locuit), ci mai degrabă este o bucată dintr-un corp înghețat, asemănător unei comete”, spune Benjamin Weiss, om de știință planetar și expert în meteoriți la Institutul de Tehnologie din Massachusetts. Mai fundamental, spune Weiss, afirmația că această rocă spațială particulară a fost interstelară este problematică. „Catalogul meteorilor care a folosit nu raportează incertitudini cu privire la viteza de intrare”, notează el. „Aceste incertitudini trebuie cuantificate înainte ca acest meteorit să poată fi acceptat ca interstelar.”
incertitudini necunoscute
aceasta este și opinia lui Paul Chodas, managerul catalogului CNEOS la laboratorul de propulsie cu Jet al NASA. „Noi, cei de la CNEOS, postăm pur și simplu datele despre bilele de foc care ne sunt raportate; nu avem informații despre incertitudini”, spune el.
în luna martie a acestui an, spune Chodas, el și alți angajați ai CNEOS au semnalat meteoritul Papua Noua Guinee din 2014 ca potențial interstelar pe baza propriilor calcule ale orbitei sale—dar nu au publicat acest rezultat din cauza îngrijorărilor cu privire la calitatea datelor. Afirmația „destul de extraordinară” și „extrem de speculativă” a lui Loeb și Siraj, spune el, „se bazează pe doar câteva numere care sunt probabil foarte incerte.”(În lucrarea lor, Loeb și Siraj citează lucrările anterioare care raportează că incertitudinea tipică a catalogului CNEOS pentru viteza unui meteor de dimensiunea unui metru este mai mică de un kilometru pe secundă—un decalaj nesemnificativ în viteza enormă măsurată a mingii de foc interstelare candidate.)
întrebat despre incertitudinile din catalogul cneos fireball, Lindley Johnson, „ofițerul de apărare planetară” al NASA, observă că intrările sale reprezintă utilizarea datelor „într-un mod în care nu a fost niciodată intenționată inițial.”Deși inițial conceput ca o listă simplă a timpilor, locațiilor și nivelurilor de energie ale mingii de foc, cu mai mult de un deceniu în urmă, catalogul a început, de asemenea, să încorporeze estimări ale vitezei și direcționalității pentru evenimente deosebit de bogate în date, în speranța că cercetătorii ar putea folosi aceste proiecții pentru a urmări câmpurile de resturi de meteoriți de la mingi de foc mari care au avut loc pe uscat. În curând, analiștii deosebit de îndrăzneți au folosit aceste proiecții pentru a privi înapoi în timp, punând cap la cap potențialele istorii orbitale ale meteorilor pentru a le lega și orice meteoriți pe care i-au produs de anumite familii de asteroizi. Asta „întindea deja credința în date dincolo de orice lucru cu adevărat valabil din punct de vedere științific”, spune Johnson. „Acum doriți să speculați pe baza unor date atât de slabe încât unele ar putea fi obiecte interstelare? Asta întinde credibilitatea dincolo de punctul de rupere pentru mine.”
Peter Brown, astronom planetar și expert în meteorologie la Universitatea de Vest din Canada, spune că, deși catalogul CNEOS este în medie de foarte bună calitate, valabilitatea oricărui punct de date unic—în special pentru meteorii mai mici—rămâne discutabilă. „Statistic, cred că orbitele și vitezele și traiectoriile derivate ale catalogului sunt în regulă”, spune el. „Dar pur și simplu nu știm care sunt bune și care sunt rele.”Mai mult, spune Brown, din miile de mingi de foc mici detectate anterior de alte sondaje independente folosind camere de la sol și stații radar, niciuna nu a prezentat în mod clar o traiectorie hiperbolică. „Dacă o zecime sau douăzeci de procente din populație ar fi hiperbolică, așa cum susțin Loeb și Siraj, v-ați aștepta să aveți un număr corect de hiperbolici în datele din rețelele terestre—dar nu vedem asta.”
chiar și așa, Brown adaugă, ” Este un lucru fantastic că alții provin din diferite discipline și își aplică propriile abordări la acest set bogat de date…. Meteoriții interstelari trebuie să lovească atmosfera pământului, iar mingile de foc sunt modalitatea naturală de a le căuta. Trebuie doar să le găsim convingător, în moduri care nu pot fi respinse ca incertitudini de măsurare.”
aceasta, firește, face parte din marele plan al lui Loeb și Siraj. Următorul pas în căutarea meteorilor interstelari, spun ei, este să se asigure că bilele de foc potențial hiperbolice pot fi nu numai detectate, ci și caracterizate. Observată cu echipamentul potrivit, lumina unei mingi de foc poate fi împărțită într—un spectru multicolor care acționează ca un „cod de bare” pentru a dezvălui compoziția chimică a obiectului-un indiciu critic dacă s-a format sau nu în jurul Soarelui nostru.
„la fiecare câțiva ani ar trebui să avem unul dintre acești meteori hiperbolici”, spune Loeb. „Dacă ne asigurăm doar că observatorii semnalează mingi de foc cu viteze în exces, ar trebui să putem configura sondaje spectroscopice pentru a obține spectrul fiecăruia în timp ce arde în atmosferă și să demonstreze într-adevăr o origine dincolo de sistemul nostru solar. Cu siguranță este ceva în care merită să investești!”