enligt de flesta standarder är utrymmet mycket tomt och innehåller i genomsnitt bara en proton per fyra kubikmeter volym. I detta kosmiska hav, så obegripligt öde och stora, är hela galaxer besläktade med spridda fläckar av havsskum—för att inte tala om stjärnorna, planeterna och andra mindre föremål som bleknar till obetydlighet mot tomrummet. För slumpmässiga klumpar av materia på drift i djupet att på något sätt hitta varandra verkar gränsen på den mirakulösa.
men hitta varandra de gör, och i överraskande antal. Stjärnor och planeter slungar rutinmässigt mindre föremål in i interstellärt utrymme som en oundviklig följd av orbitalmekanik. Och den senaste upptäckten av ’ Oumuamua-ett mystiskt och första i sitt slag interstellärt objekt spionerat av en slump när det passerade nära vår sol förra året-bekräftar lika mycket. Statistiska extrapoleringar tyder på att en quadrillion trillion liknande föremål kan lura ännu osedda i de mörka utrymmena mellan stjärnorna i Vintergatan, så många att det alltid borde finnas en sådan långtgående förbipasserande som flyger genom den teoretiska sfären avgränsad av jordens bana runt vår stjärna. Med en uppskattad storlek på ungefär en halv kilometer representerar ’Oumuamua i vissa avseenden toppen av det interstellära isberget; precis som sandkorn överstiger stora stenar på en strand, för varje ’Oumuamua-storlek som vandrar i galaxen borde det finnas många, många fler föremål ännu mindre. Forskare känner redan till många mikroskopiska interstellära invandrare-kosmiska strålar och mikron—stora fläckar av stardust som ibland slår rymdfarkoster-men annat än ’Oumuamua har inget större någonsin definitivt hittats.
nu säger två forskare—Avi Loeb, ordförande för astronomi vid Harvard University och Harvard—grundutbildningen Amir Siraj-att det har förändrats och hävdar att en blygsam meteor som observerades i januari 2014 faktiskt var en utstött från en annan stjärna. De beskriver deras resultat i ett förtryck som lämnats in för peer-reviewed publikation i Astrophysical Journal Letters. Om det bekräftas kan upptäckten hjälpa till att öppna en ny gräns vid upptäckt och studie av interstellära meteorer.
ett hyperboliskt påstående
”tidigare tillvägagångssätt för detta problem var som att leta efter dina nycklar under en lyktstolpe, där vår sol är lampan som lyser upp omgivningen och passerar interstellära föremål är nycklarna”, förklarar Loeb. ”Det är en bra teknik—Det är hur” Oumuamua hittades-men det begränsar dig verkligen, särskilt för att försöka lista ut ett objekts sammansättning.”
för sin studie använde Loeb och Siraj en annan metod och letade efter bevis på interstellära objekt i mer än tre decennier av data från Center for Near Earth Object Studies (CNEOS), en NASA-driven global katalog över meteorer som upptäckts av nätverk av amerikanska regeringssensorer.
eftersom det borde finnas många fler interstellära föremål i mindre storlekar, säger Loeb, ”det finns en god chans att de kommer att framstå som meteorer, eftersom chansen att de korsar jorden är högre.”Övervakning av en meteors ljusa spår när den brinner upp i vår planets atmosfär kan avslöja inte bara objektets storlek och sammansättning utan också dess bana och hastighet med avseende på jorden och solen. Om en meteors härledda inkommande hastighet överstiger cirka 42 kilometer per sekund—solsystemets flykthastighet i jordens närhet—kan dess bana betraktas som ”hyperbolisk”, vilket betyder att det kunde ha varit ett ”obundet” interstellärt förbipasserande som rör sig för fort för att fångas av solens gravitation.
endast en händelse i cneos-databasen uppfyllde Loeb och Sirajs konservativa kriterier: en eldboll utanför Papua Nya Guineas kust den 8 januari 2014. Enligt parets analys av CNEOS-data var meteoren en halv meter stor och masserade nästan 500 kilo och kom in i jordens atmosfär på nästan 44 kilometer per sekund innan den exploderade högt över Stilla havet. Tellingly visade meteorens spår att det inte hade påverkat jorden på huvudet, som man kan förvänta sig av ett snabbt rörligt men inhemskt föremål i en retrograd bana runt vår stjärna. Istället verkade det ha swooped in bakifrån och överträffade vår planet när jorden rörde sig runt solen—vilket tyder på att dess faktiska hastighet med avseende på vårt solsystem hade varit i blåsande överskott av 60 kilometer per sekund. Rekonstruera objektets mest sannolika väg till jorden, Loeb och Siraj hittade inga tidigare nära möten med Jupiter eller andra stora kroppar som kunde ha ökat sin hastighet.
fallet för meteoren att vara en sten från en annan stjärna verkade nästan för bra för att vara sant, särskilt eftersom CNEOS-data bäst tolkas med försiktighet. Katalogens primära källor är klassificerade jordobservationssatelliter som drivs av den amerikanska militären, som kan registrera ljusstyrkan, orienteringen och varaktigheten av eldkulor som kommer in i vår planets atmosfär. Av nationella säkerhetsskäl vägrar regeringen att släppa information om potentiella osäkerhetskällor i satelliternas hemliga mätningar.
”först trodde jag inte det”, säger Siraj. I en vecka kontrollerade han och Loeb upprepade gånger sin analys av CNEOS-data och kom alltid fram till samma slutsats: meteoren måste ha haft ett interstellärt ursprung. I slutändan valde de att testa sina metoder på en annan, mycket mer väl studerad händelse-den 20 meter meteor som exploderade över och orsakade kaos på den ryska staden Chelyabinsk 2013. Med hjälp av videoinspelningar av Chelyabinsk fireball ”härledde vi sin bana med våra metoder, och det var en mycket nära match”, säger Siraj. ”När jag såg det tänkte jag,” Åh min Gud, det här är verkligt.'”
ett interstellärt livets ursprung?
meteorens beräknade extrema hastighet var inte bara mycket högre än för föremål som kretsade runt solen, men också långt över vad som skulle vara typiskt för andra närliggande system som virvlade genom Vintergatans tunna, stjärnbelagda skiva. Det, säger Loeb, betyder att dess förmodade interstellära ursprung är avgjort exotiskt. ”Antingen kom det från en stjärna i galaxens tjocka skiva,” säger han, ” eller så kom det från galaxens tunna skiva, från inre regioner i ett planetsystem där föremål kretsar i högre hastigheter.”
parets analys antyder också att interstellära föremål av denna skala träffar jorden minst en gång per decennium—vilket betyder att nästan en halv miljard har regnat ner på vår planet under hela sin 4,5 miljarder år långa historia. Stjärnor nära våra egna bör mata ut någonstans mellan 0,2 och 20 jordmassor av sådana föremål under deras liv, uppskattar Loeb och Siraj—och när som helst, i storleksordningen en miljon borde vara någonstans inom jordens bana runt solen.
sådana möjligheter har djupgående konsekvenser. ”Några av dessa objekt kan potentiellt överföra livet mellan planetariska system”, säger Loeb, med hänvisning till en bred teori som kallas panspermia (antikens grekiska för ”alla frön”) som ställer livet först började i yttre rymden och lätt kan migrera mellan planeter. I princip kan främmande mikrober skyddade inom stenar sprängda i rymden av en jätte inverkan på någon livbärande Värld överleva en interstellär resa och en eldig inträde i en planets atmosfär. Vissa forskare har ställt detta kan till och med förklara livets tidiga uppkomst på jorden, vilket fossilregistret antyder inträffade med chockerande snabbhet för mer än fyra miljarder år sedan, praktiskt taget så snart vår planet blev tillräckligt cool för att hysa flytande vatten. ”Om denna meteor verkligen är interstellär, visar den ett bevis på konceptet”, säger Loeb. ”Visst, det brann upp, men större, sällsynta kommer inte. och vi behöver inte påverka varje decennium för att frö den tidiga jorden.”
även om Loeb och Sirajs meteor hade lyckats nå jordens yta, föreslår andra experter i det svåra ämnet panspermia att det inte skulle ha medfört något som lever med det. ”Mer troligt är det här objektet inte från en beboelig (mycket mindre bebodd) kropp, utan snarare en bit av en frusen kometliknande kropp”, säger Benjamin Weiss, en planetforskare och meteoritexpert vid Massachusetts Institute of Technology. Mer grundläggande, säger Weiss, påståendet att denna speciella rymdrock var interstellär är problematisk. ”Meteorkatalogen som används rapporterar inte osäkerheter om inkommande hastighet”, noterar han. ”Dessa osäkerheter måste kvantifieras innan denna meteor kan accepteras som interstellär.”
okända osäkerheter
det är också uppfattningen av Paul Chodas, cneos-katalogens chef vid NASAs Jet Propulsion Laboratory. ”Vi på CNEOS lägger helt enkelt upp eldbollsdata som rapporteras till oss; vi har ingen information om osäkerheten”, säger han.
i Mars i år, säger Chodas, flaggade han och andra cneos—medarbetare 2014s Papua Nya Guinea meteor som potentiellt interstellär baserat på egna beräkningar av sin omlopp-men publicerade inte det resultatet på grund av oro över datakvaliteten. Loeb och Sirajs ”ganska extraordinära” och ”mycket spekulativa” påstående, säger han, ”bygger på bara några få siffror som sannolikt är mycket osäkra.”(I sitt papper citerar Loeb och Siraj tidigare arbete som rapporterar att CNEOS-katalogens typiska osäkerhet för hastigheten hos en meter stor meteor är mindre än en kilometer per sekund—en obetydlig förskjutning i den enorma uppmätta hastigheten hos deras kandidat interstellära eldboll.)
frågade om osäkerheter i cneos fireball-katalogen, Lindley Johnson, NASAs ”planetary defense officer”, konstaterar att dess poster representerar användningen av data ”på ett sätt som det aldrig någonsin var tänkt.”Även om det ursprungligen var tänkt som en enkel lista över eldbollstider, platser och energinivåer, började katalogen för mer än ett decennium sedan också införliva uppskattningar av hastighet och riktning för särskilt datarika händelser, i hopp om att forskare skulle kunna använda dessa prognoser för att spåra meteoritavfallsfält från stora eldbollar som inträffade över land. Snart använde särskilt djärva analytiker dessa prognoser för att se tillbaka i tiden och sammanfogade meteors potentiella orbitalhistorier för att länka dem och eventuella meteoriter som de producerade till vissa asteroidfamiljer. Det var ”redan sträcker trovärdigheten i data bortom allt som verkligen är vetenskapligt giltigt”, säger Johnson. ”Vill du nu spekulera baserat på så tuffa data att vissa kan vara interstellära objekt? Det sträcker verkligen trovärdigheten förbi brytpunkten för mig.”
Peter Brown, en planetarisk astronom och ledande meteorexpert vid Kanadas Västra universitet, säger att även om cneos—katalogen i genomsnitt är av mycket hög kvalitet, är giltigheten för en enda datapunkt—särskilt för mindre meteorer-fortfarande tvivelaktig. ”Statistiskt tror jag att katalogens härledda banor och hastigheter och banor är bra”, säger han. ”Men vi vet helt enkelt inte vilka som är bra och vilka som är dåliga.”Dessutom säger Brown, av de tusentals små eldkulor som tidigare upptäckts av andra oberoende undersökningar med markbaserade kameror och radarstationer, har ingen tydligt uppvisat en hyperbolisk bana. ”Om en tiondel eller en tjugonde av en procent av befolkningen var hyperbolisk som Loeb och Siraj hävdar, skulle du förvänta dig att ha ett rättvist antal hyperbolics i data från markbaserade nätverk-men vi ser inte det.”
trots det, tillägger Brown, ” Det är en fantastisk sak att andra kommer från olika discipliner och tillämpar sina egna tillvägagångssätt för denna rika datamängd…. Interstellära meteoriter måste träffa jordens atmosfär, och eldkulor är det naturliga sättet att leta efter dem. Vi måste bara hitta dem övertygande, på sätt som inte kan avfärdas som mätosäkerheter.”
detta är naturligtvis en del av Loeb och Sirajs stora plan. Nästa steg i strävan efter interstellära meteorer, säger de, är att se till att potentiellt hyperboliska eldkulor inte bara kan upptäckas utan också karakteriseras. Observerad med rätt utrustning kan en eldbollsljus brytas upp i ett mångfärgat spektrum som fungerar som en ”streckkod” för att avslöja objektets kemiska sammansättning—en kritisk ledtråd om huruvida den bildades runt vår sol eller inte.
”varje år borde vi ha en av dessa hyperboliska meteorer”, säger Loeb. ”Om vi bara ser till att observatörer flaggar eldkulor med överflödiga hastigheter, borde vi kunna ställa in spektroskopiska undersökningar för att få varje spektrum när det brinner upp i atmosfären och verkligen visa ett ursprung utanför vårt solsystem. Visst är det något värt att investera i!”