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Oumuamua è una vela solare aliena?

Rappresentazione artistica di uno sciame di vele solari che raggiungono Oumuamua nell'ambito del progetto Lyra / i4is
Rappresentazione artistica di uno sciame di vele solari che raggiungono Oumuamua nell'ambito del progetto Lyra / i4is Credit: Maciej Rebisz

Un nuovo articolo rafforza (un pò provocatoriamente) l'ipotesi di un'origine artificiale per questo enigmatico oggetto, la cui esplorazione ravvicinata appare sempre più opportuna.

 La diatriba sulla vera natura del primo oggetto sicuramente interstellare, penetrato nel sistema solare interno l'anno scorso, non accenna a placarsi. Come si ricorderà, l'oggetto ha esibito una chiara accelerazione non gravitazionale mentre passava nelle vicinanze del Sole e l'ipotesi che questo effetto sia naturale, legato cioè a un fenomeno di "outgassing" cometario, è in contrasto sia con la mancata osservazione di materia (polvere) emessa nei suoi dintorni, sia da studi di dinamica rotazionale che mostrano come un simile "effetto razzo" avrebbe, con tutta probabilità, distrutto 'Oumuamua dopo averlo fatto girare all'impazzata! 

 In una lettera inviata 3 di giorni fa all' Astrophysical Journal da parte di due astronomi di Harvard, si riprendono i dati dell'accelerazione anomala che, in mancanza di altri meccanismi plausibili, vengono interpretati come effetto della pressione di radiazione solare. Questo meccanismo è effettivamente in ottimo accordo con l'andamento della accelerazione, che è stata inversamente proporzionale al quadrato della distanza dal Sole, se non fosse per un piccolo inquietante: per giustificare l'entità della spinta osservata, 'Oumuamua doveva avere un rapporto massa/area bassissimo (dell'ordine di 1 kg/m2) ovvero uno spessore ridicolo, paragonabile a quello di pochi fogli di carta (qualche decimo di millimetro, a seconda della densità); se ci dobbiamo basare sulla magnitudine apparente, assumendo un'albedo media del 10%, Oumuamua dovrebbe avere un "raggio efficace" dell'ordine di 50 metri ma uno spessore centinaia di migliaia di volte più piccolo e una massa di sole 7,5 tonnellate.

 Verrebbe da pensare che un oggetto così sottile e leggero risulterebbe fragile e non potrebbe affrontare un viaggio interstellare troppo lungo; tuttavia non è così. Gli autori hanno calcolato che il principale fattore limitante sarebbe il frenamento dovuto al gas interstellare e la sua entità sarebbe talmente ridotta da consentire a 'Oumuamua di percorrere oltre 10 kpc (più della distanza che ci separa dal nucleo galattico) prima che venga fermato; l'effetto della polvere interstellare, che dovrebbe vaporizzare localmente la superficie causandone una temporanea fusione e perdita di massa, risulta oltre 20 volte più piccolo ed è quindi trascurabile, come pure l'erosione dovuta all'azione del gas. Tutto questo è mostrato nell'illustrazione seguente tratta dall'articolo. 

Oumua life

Percorso coperto da un oggetto che si muove nello spazio interstellare in funzione del rapporto massa/superficie, prima che venga fermato. Le curve blu e rossa si riferiscono, rispettivamente, ai processi di rallentamento da parte del gas interstellare (trasferimento di quantità di moto) e ai processi di vaporizzazione/ablazione indotti dalla polvere e dal gas interstellare. - Fonte: Bialy & Loeb, ApJ letters, ArXiv 1810.11490

 A questo punto, gli autori si chiedono anche se un oggetto così appiattito possa venire distrutto a causa della forza centrifuga derivante dalla rotazione (che nel caso di 'Oumuamua avviene con un perido di 6-8 ore) oppure derivanti dalla forza mareale durante il passaggio alla minima distanza dal Sole (0,25 unità astronomiche); in entrambi i casi la risposta è negativa e, a meno che 'Oumuamua non abbia sperimentato in passato passaggi molto più ravvicinati con altre stelle, dovrebbe essere sopravvissuto.

 A questo punto, i due ricercatori concludono che il loro modello di oggetto "sottile" (dalla forma non meglio definita) è in grado di spiegare il comportamento di Oumuamua ma pone anche grandi interrogativi: nessun corpo del sistema solare esibisce una forma così insolita e questo suggerisce una possibile origine artificiale; inevitabilmente, il paragone è con una vela solare ("lightsail" sarebbe il termine più corretto), simili a quelle già realizzate o proposte per viaggi interplanetari e interstellari. In effetti, una vela già usata per spostamenti interplanetari e poi abbandonata da una civiltà aliena potrebbe venire espulsa dinamicamente dal sistema planetario d'origine e, penetrando nel nostro sistema, potrebbe esibire tutte le caratteristiche osservate su 'Oumuamua: la strana curva di luce, la bassa emissione termica (tipica di un oggetto molto riflettente), l'assenza di materiale espulso e, naturalmente, l'accelerazione anomala.

 Ancora più suggestiva l'ipotesi che 'Oumuamua non sia un detrito spaziale ma una sonda interstellare funzionante, deliberatamente inviata nel Sistema Solare. Questa eventualità spiegherebbe la discrepanza osservata tra la elevatissima  densità stimata di oggetti simili (dell'ordine di 2·1015 per parsec cubico) e il numero di planetesimi espulsi naturalmente da altri sistemi solari in formazione, che dovrebbero essere da 2 a 8 ordini di grandezza più rari.

 Inutile dirlo, l'articolo ha avuto una grande risonanza mediatica ed è stato anche fortemente criticato perchè avrebbe, secondo alcuni, un approccio poco scientifico e sensazionalistico. Personalmente ritengo che non sia così ma, certo, prima di saltare alle conclusioni di cui stiamo parlando è necessario avere elementi più concreti. Per questo motivo, poter visitare 'Oumuamua da vicino sarebbe estremamente utile per risolvere i misteri che lo avvolgono. Purtroppo, sarebbe anche una impresa tecnicamente ardua perchè già ora l'oggetto si è già spinto fin quasi all'orbita di Saturno (8,6 UA dal Sole) ed è ormai da tempo fuori dalla portata dei telescopi più grandi (magnitudine media attuale stimata in 31,5); forse il gioco vale la candela e, in un futuro non lontano, potrebbe essere una impresa fattibile. Ironicamente, le vele solari potrebbero proprio essere la soluzione per raggiungere 'Oumuama ed esplorarlo; un progetto in questo senso esiste già, è stato elaborato un anno fa dal gruppo "Initiative for Interstellar Studies" (i4is), un istituto formato da esperti internazionali con base in UK ed dedito a elaborare progetti di possibili missioni interstellari più o meno futuristiche. L'immagine di apertura si riferisce proprio a questo progetto, denominato "Lyra" e che si propone di raggiungere 'Oumuamua nell'arco di pochi decenni, utilizzando tecnologie già esistenti (razzi chimici e gravity assist attivi con il Sole e i pianeti giganti) spingendole all'estremo, sia nuove tecnologie ancora in fase di studio, come appunto una flotta di piccole "light-sails" spinte da laser ad alta potenza (la stessa tecnica del progetto "Starshot" per realizzare la prima missione interstellare). Si potrebbe anche sfruttare l'intenso campo magnetico gioviano per accelerare in "chip-sat" ma è una tecnologia tutta da dimostrare...

 In alternativa, dobbiamo rassegnarci e incrociare le dita, sperando che a breve ne passino altri gemelli di 'Oumuamua nelle nostre vicinanze; sarebbe comunque necessario avvistarli con un buon anticipo ed avere già quasi pronto un veicolo da lanciare per un flyby...

 

Riferimenti:
http://time.com/5446125/alien-probe-oumuamua/
https://arxiv.org/pdf/1810.11490.pdf
https://i4is.org/what-we-do/technical/project-lyra/
https://arxiv.org/abs/1711.03155
https://www.forbes.com/sites/startswithabang/2018/11/08/aliens-is-not-a-scientific-explanation-for-interstellar-asteroid

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Marco Di Lorenzo (DILO)

Sono laureato in Fisica e insegno questa materia nelle scuole superiori; in passato ho lavorato nel campo dei semiconduttori e dei sensori d'immagine. Appassionato di astronautica e astronomia fin da ragazzo, ho continuato a coltivare queste passioni sul web, elaborando e pubblicando numerose immagini insieme al collega Ken Kremer. E naturalmente amo la fantascienza e la fotografia!

Sito web: https://www.facebook.com/marco.lorenzo.58
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5 commenti

  • Link al commento Marco Di Lorenzo (DILO) Venerdì, 16 Novembre 2018 11:15 inviato da Marco Di Lorenzo (DILO)

    Del progetto Lyra parlo già verso la fine dell'articolo, se guardi bene. Per quanto riguarda l'accelerazione anomala, di sicuro non è un effetto fionda gravitazionale del Sole perchè altrimenti anomala non sarebbe; è invece probabilmente legata all'irraggiamento solare perchè variava come 1/r^2, quindi l'effetto "pressione di radiazione" in linea di principio non è affatto assurdo, anche se implica una bassa densità superficiale e quindi una forma vicina a quella di una vela solare!

  • Link al commento jumpjack Giovedì, 15 Novembre 2018 09:12 inviato da jumpjack

    Detto questo, ho trovato anche un documento che descrive il "progetto Lyra", che esamina varie possibilità di andare a riacchiappare Oumuamua. Solo che, ormai, ci vorrebbe una ventina d'anni per riacchiapparlo.
    A meno che Elon Musk non abbia qualche asso nella manica! :-)

  • Link al commento jumpjack Giovedì, 15 Novembre 2018 09:10 inviato da jumpjack

    Quella ricerca mi ricorda un po' la "domanda camuffata" che feci tempo fa io su un forum: "Se andassimo ad esplorare Europa con una sonda che scava nel ghiaccio per 100 km fino ad arrivare al lago sottostante, riuciremmo a restare in contatto radio, o il ghiaccio bloccherebbe le comunicazioni?".
    In realtà volevo sapere se un'eventuale civiltà aliena evolutasi sotto i 100 km di ghiaccio di Europa sarebbe in grado di comunicare con l'esterno... ma se lo avessi chiesto apertamente mi avrebbero cacciato dal forum. :-)
    Comunque la risposta è no, non c'è verso di far passare i segnali radio attraverso 100 km di ghiaccio.

    Ma tornando a Oumuamua... è vero che è possibile spiegare la sua "accelerazione non gravitazionale" (guai a chiamarla "anomalia" sennò gli alienisti arrivano a frotte! :-) ) mediante la radiazione solare, ma è anche vero che si tratta di una tipica "dimostrazione per assurdo": siccome l'unico modo per permettere alla radiazione solare di imprimere quell'accelerazione a Oumuamua è che l'asteroide sia spesso 0.3mm, allora NON è stata la radiazione solare.
    Allora si può fare il calcolo al contrario: se non è stata la radiazione solare, che tipo di forza sarebbe servita per imprimere quell'accelerazione rilevata di 4.92E-04 cm/s^2 ?
    I miei calcoli, assumendo per Oumuamua una densità di 3400 kg/m3 (come l'asteroide Vesta) e una dimensione di 230x35x35 metri come dice Wikipedia, dicono che sarebbe servito un motore da 4800 Newton di spinta (la spinta del motore di discesa del LEM).
    Se invece Oumuamua avesse la densità di massa della stazione spaziale, sarebbe bastato un motore da 3,5 Newton.
    Avranno mica usato il Sole per un effetto-fionda poderoso per andare... chissà dove?!? ;-)

  • Link al commento Marco Di Lorenzo (DILO) Sabato, 10 Novembre 2018 07:55 inviato da Marco Di Lorenzo (DILO)

    Comincio a pensarla proprio come te, Massimo; credo valga la pena tentare! Sarebbe una impresa quasi disperata ma non impossibile, ci vorrebbe un veicolo che raggiunga, nel sistema solare esterno, una velocità radiale almeno doppia di quella di Voyager-1 (sui 35 km/s); lanciandolo tra 5 anni, raggiungerebbe 'Oumuamua dopo circa 20 anni di viaggio, alla stessa distanza a cui si trova adesso Voyager-1 dal Sole. Ne varrebbe la pena sia perchè svelerebbe definitivamente il mistero su questo oggetto, sia per le ricadute tecnologiche e scientifiche che aprirebbero la strada a una futura missione interstellare!

  • Link al commento Massimo Martini Venerdì, 09 Novembre 2018 23:53 inviato da Massimo Martini

    Sempre più intrigante... meglio di un racconto di fantascienza... Forse l'idea di un'esplorazione di Oumuamua non è così 'folle' come sembra.

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