Oumuamua e Borisov spingono gli scienziati a cercare altri oggetti interstellari

Secondo alcune stime, potrebbero esserci diverse migliaia di questi nomadi dello spazio entro l’orbita di Nettuno. E molto potrebbero raccontarci dei sistemi di esopianeti 
di Theo Nicitopoulos/Knowable Magazine
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Il 17 e 18 ottobre 2017, un oggetto insolito ha attraversato il campo visivo di un grande telescopio situato vicino alla cima di un vulcano sull’isola hawaiana di Maui. Il telescopio Pan-STARRS1 è stato progettato per osservare il cielo alla ricerca di eventi transitori, come il passaggio di asteroidi o comete. Ma questo era diverso: l’oggetto non era legato gravitazionalmente al Sole né a qualsiasi altro corpo celeste. Era arrivato da altrove.

L’oggetto misterioso è stato il primo visitatore dello spazio interstellare osservato mentre attraversava il sistema solare. Gli astronomi lo hanno chiamato 1I/’Oumuamua, prendendo in prestito una parola hawaiana che si traduce approssimativamente in “messaggero da lontano che arriva per primo”. Due anni dopo, nell’agosto 2019, l’astronomo amatoriale Gennadiy Borisov ha scoperto l’unico altro intruso interstellare conosciuto, ora chiamato 2I/Borisov, usando un telescopio autocostruito presso l’osservatorio MARGO di Nauchnij, in Crimea.

Mentre gli asteroidi e le comete tipici del sistema solare orbitano intorno al Sole, ‘Oumuamua e Borisov sono nomadi celesti e trascorrono la maggior parte del loro tempo a vagare nello spazio interstellare. L’esistenza di questi intrusi nel sistema solare era stata ipotizzata, ma gli scienziati si aspettavano che fossero rari. “Non avrei mai pensato che ne avremmo osservato uno”, afferma l’astrofisica Susanne Pfalzner del Jülich Supercomputing Center in Germania. Almeno non nella sua vita.

Con queste due scoperte, gli scienziati ora sospettano che gli intrusi interstellari siano molto più comuni. Al momento, solo all’interno dell’orbita di Nettuno, potrebbero esserci circa 10.000 oggetti interstellari delle dimensioni di ‘Oumuamua, stima il planetologo David Jewitt dell’Università della California a Los Angeles, coautore di una panoramica dell’attuale comprensione degli intrusi interstellari sulle “Annual Review of Astronomy and Astrophysics”.

I ricercatori sono impegnati nel tentativo di rispondere a domande fondamentali su questi oggetti alieni, tra cui la loro provenienza e il modo in cui finiscono per vagare nella galassia. Gli intrusi potrebbero anche fornire un nuovo modo per sondare le caratteristiche di sistemi planetari lontani.

Ma prima gli astronomi devono trovarne altri.

“Al momento siamo un po’ indietro”, dice Jewitt. “Ma ci aspettiamo di vederne altri.”

Origini aliene

Almeno dall’inizio del XVIII secolo, gli astronomi hanno considerato la possibilità che esistano oggetti interstellari. Più di recente, i modelli al computer hanno dimostrato che il sistema solare ha inviato molto tempo fa la propria popolazione di corpi più piccoli nei vuoti dello spazio interstellare a causa delle interazioni gravitazionali con i pianeti giganti.

Gli scienziati si aspettavano che la maggior parte degli intrusi fosse costituita da esocomete composte da materiali ghiacciati. Borisov corrisponde a questo profilo: aveva una coda fatta di gas e polvere creata dai ghiacci evaporati durante il suo passaggio ravvicinato con il Sole. Ciò suggerisce che si sia originato nella regione esterna di un sistema planetario in cui le temperature erano abbastanza fredde da permettere a gas come il monossido di carbonio di congelarsi nelle sue rocce. A un certo punto, qualcosa ha scaraventato Borisov, di circa un chilometro di diametro, fuori dal suo sistema.

Un potenziale responsabile è un flyby stellare. Secondo un recente studio diretto da Pfalzner, la gravità di una stella di passaggio può espellere corpi più piccoli, noti come planetesimi, a partire dalla parte esterna di un sistema. Un pianeta gigante potrebbe anche espellere un oggetto dalle regioni esterne di un sistema planetario se un asteroide o una cometa si avvicinano abbastanza da far sì che la forza gravitazionale del pianeta acceleri il corpo più piccolo a sufficienza per farlo sfuggire all’attrazione della sua stella. L’avvicinamento può avvenire anche quando i pianeti migrano attraverso i loro sistemi planetari, come si pensa abbia fatto Nettuno nei primi anni del sistema solare.

‘Oumuamua, invece, non è quello che gli scienziati si aspettavano. Le osservazioni indicano che è piuttosto allungato: forse 240 metri di lunghezza e 40 metri di larghezza. Inoltre, a differenza di Borisov, non ha mostrato alcuna attività di gas o polvere, sollevando la possibilità che abbia avuto origine più vicino alla sua stella, dove era troppo caldo per la formazione di ghiaccio. Se così fosse, un flyby stellare o un pianeta gigante probabilmente non sarebbero stati in grado di estrarre l’oggetto dal suo sistema. Invece, potrebbe essere stato espulso durante la fase di morte della sua stella: impulsi di gas provenienti da una stella morente potrebbero spingere pianeti e planetesimi verso l’esterno, destabilizzando le loro orbite tanto da proiettare alcuni di essi nello spazio interstellare.

È possibile, tuttavia, che ‘Oumuamua si sia formato nella fredda parte esterna del suo sistema e, avvicinandosi al Sole, abbia sviluppato una coda di gas non rilevata dai telescopi. Un indizio è che l’oggetto ha accelerato più di quanto ci si aspetterebbe dalla sola gravità del sistema solare. Uno studio recente suggerisce che tale accelerazione potrebbe derivare da piccole quantità di degassamento di idrogeno che i telescopi non hanno rilevato. Secondo un altro studio, diversi asteroidi del nostro sistema solare potrebbero aver ricevuto una spinta simile dal degassamento del vapore acqueo. Le future osservazioni del James Webb Space Telescope e della JAXA Hayabusa2 Extended Mission (che si incontrerà con uno di questi asteroidi del sistema solare, noti come “comete oscure”, nel 2031) potrebbero rilevare bassi livelli di degassamento.

“Dovremo aspettare e vedere, ma potrebbero essere analoghi di ‘Oumuamua”, afferma il planetologo Darryl Seligman della Cornell University, coautore insieme a Jewitt della review sugli intrusi interstellari.

La cometa interstellare più incontaminata

Alla ricerca dei nomadi
Più dati, provenienti da un maggior numero di intrusi, potrebbero aiutare a risolvere alcuni di questi interrogativi. Per raccogliere questi dati, gli scienziati dovranno avere maggiori probabilità di rilevare gli oggetti quando attraversano il sistema solare.

“Se Pan-STARRS1 non avesse osservato dove abbiamo osservato noi quella particolare notte, è probabile che ‘Oumuamua non sarebbe mai stato trovato”, afferma l’astronomo Robert Weryk, in passato all’Università delle Hawaii, che ha scoperto l’intruso nei dati del telescopio.

L’imminente Legacy Survey of Space and Time all’Osservatorio Vera C. Rubin dovrebbe aumentare le possibilità degli astronomi di trovare questi veloci viaggiatori: a partire dal 2025, il telescopio dell’osservatorio riprenderà l’intero cielo meridionale visibile a intervalli di alcune notti e il suo specchio primario ha un diametro di quasi sette metri superiore a quello di Pan-STARRS1, consentendo di vedere oggetti più deboli e lontani. Una volta individuati gli intrusi, i telescopi a terra e quelli spaziali produrranno immagini per cercare di determinare di che cosa sono fatti. E se si scoprisse un bersaglio raggiungibile, il Comet Interceptor dell’Agenzia spaziale europea e della Japan Aerospace Exploration Agency, il cui lancio è previsto per il 2029, potrebbe essere reindirizzato per osservare il visitatore da vicino.

Alla fine, gli astronomi sperano di costruire un catalogo di oggetti interstellari simile all’inventario degli esopianeti, che è cresciuto fino a oltre 5500 voci dalla prima scoperta nel 1992. Questo futuro inventario potrebbe aiutare i ricercatori a rispondere all’annosa questione di quanto siano tipici la Terra e il sistema solare. La composizione di un ampio campione di oggetti interstellari potrebbe fornire indizi sulla composizione degli oggetti nei sistemi esoplanetari, compresi quelli che potrebbero ospitare la vita.

“I planetesimi sono i mattoni degli esopianeti”, spiega l’astronoma Meredith Hughes della Wesleyan University di Middletown, nel Connecticut. Ciò significa che “possono fornire informazioni sulla diversità degli ambienti, compresi quelli che potrebbero essere abitabili.”

Ora, ‘Oumuamua è oltre l’orbita di Nettuno e la cometa Borisov è quasi altrettanto lontana. Continueranno il loro viaggio di ritorno nello spazio interstellare, dove non si sa che cosa succederà. Forse passeranno un’eternità a vagare nei vasti spazi vuoti dello spazio, o forse saranno catturate da una stella. Oppure potrebbero collassare in un disco di gas e polvere in evoluzione in un nuovo sistema planetario e ricominciare il loro viaggio.

Secondo gli astronomi, nella Via Lattea potrebbero esserci più oggetti interstellari che stelle nell’universo osservabile. Trovarne altri offrirà un nuovo modo di sondare i misteri del cosmo.

“La cosa più bella”, conclude Pfalzner, “è che gli oggetti interstellari vengono da noi”.