Interstellarer Besucher ‘Oumuamua ist doch kein Komet

Künstlerische Darstellung des interstellaren Objekts 1I’Oumuamua (Illu.). Copyright: The international Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA artwork by J. Pollard
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Künstlerische Darstellung des interstellaren Objekts 1I’Oumuamua (Illu.). Copyright: The international Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA artwork by J. Pollard

Künstlerische Darstellung des interstellaren Objekts 1I’Oumuamua (Illu.).
Copyright: The international Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA artwork by J. Pollard

Cambridge (USA) – Noch immer ist die genaue Natur und der Ursprung des ersten als solches erkannten Objekts interstellarer Herkunft, das unser Sonnensystem durchquerte und auf den Namen 1I‘Oumuamua getauft wurde, unter Wissenschaftlern umstritten. Eine neue Studie kommt nun zu dem Schluss, dass ‘Oumuamua trotz früherer vielversprechender Vermutungen doch nicht aus molekularem Wasserstoffeis besteht.

Mit ihrem aktuellen Fachartikel im „The Astrophysical Journal“ (DOI: 10.3847/2041-8213/abab0c) entfachen Dr. Thiem Hoang vom Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI) und Dr. Avi Loeb vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) die Debatte über die Ursprünge und die molekulare Struktur von ‘Oumuamua nun erneut.

In einer früheren Studie, hatten Darryl Seligman und Greg Laughlin von der Yale University nicht zuletzt nachdem Beobachtungen mit dem Spitzer-Weltraumteleskops die Ausgasung von Molekülen auf Kohlenstoffbasis eng begrenzt hatten, postuliert, dass es sich bei ‘Oumuamua um ein kometenartiges Objekt aus Wasserstoffeis handelt (…GreWi berichtete), dessen reines Wasserstoffgas unbeobachtet dem Objekt jenen rätselhaften, raketenartigen Schub verpasst hatte, den Wissenschaftler im Frühsommer 2018 beobachtet hatten und der bis heute einen nicht geringen Anteil am ‘Oumuamua-Rätsel begründet (…GreWi berichtete).

Dieses Diagramm zeigt die Umlaufbahn des interstellaren Objekts `Oumuamua beim Durchlaufen des Sonnensystems. Es zeigt den vorhergesagten Weg von `Oumuamua und den neuen Kurs unter Berücksichtigung der neu gemessenen Geschwindigkeit des Objekts. Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen. Copyright: ESA

Dieses Diagramm zeigt die Umlaufbahn des interstellaren Objekts ‘Oumuamua beim Durchlaufen des Sonnensystems. Es zeigt den vorhergesagten Weg von ‘Oumuamua und den neuen Kurs unter Berücksichtigung der neu gemessenen Geschwindigkeit des Objekts.
Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen.
Copyright: ESA

Wie Hoang und Loeb nun berichten, haben sie untersucht, ob ein auf Wasserstoff basierendes Objekt tatsächlich die Reise vom interstellaren Raum zu unserem Sonnensystem hätte schaffen können.

“Der Vorschlag von Seligman und Laughlin erschien vielversprechend, da er die extrem langgestreckte Form von ‘Oumuamua sowie die Beschleunigung ohne Gravitation erklären könnte“, erläutert Hoang und führt dazu aber weiter aus: „Ihre Theorie basiert auf der Annahme, dass sich in dichten Molekülwolken H2-Eis bilden könnte. Und es stimmt: H2-Eisobjekte könnten im Universum reichlich vorhanden sein und somit weitreichende Auswirkungen haben. H2-Eis wurde ebenfalls vorgeschlagen, um die Dunkle Materie zu erklären, ein Geheimnis der modernen Astrophysik.”

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“Wir waren misstrauisch, ob derartige Wasserstoffeisberge die Reise – die wahrscheinlich Hunderte von Millionen Jahren dauern dürfte – überleben können“, fügt Avi Loeb hinzu. „Denn sie verdunsten schnell und es stellt sich die Frage, ob sie sich in Molekülwolken bilden können.”

Seit 2017 reist ‘Oumuamua mit einer Geschwindigkeit von 200.000 km/h und wurde zunächst als Asteroid eingestuft. Als das Objekt später dann aber beschleunigte (…GreWi berichtete), stellte sich heraus, dass es Eigenschaften hatte, die eher Kometen ähnelten. Aber auch in diese Objektkategorie will ‘Oumuamua nicht so recht passen.

Als möglichen Ursprungsort des vermuteten Wasserstoffkometen konzentrierten sich das Forscherduo Forscher aktuell mit der riesigen Molekülwolke „W51“ auf eine der erdnächsten Molekülwolken in 17.000 Lichtjahren Entfernung und überprüften die Hypothese, wonach ein solcher Wasserstoffeisberg die Reise ins Sonnensystem nicht intakt hätte überdauern können. “Der wahrscheinlichste Ort für die Entstehung von Wasserstoffeisbergen ist die dichteste Umgebung des interstellaren Mediums. Dies sind riesige Molekülwolken”, erklärt Loeb und bestätigt, dass diese Umgebungen zu weit entfernt und der Entwicklung von Wasserstoffeisbergen nicht förderlich sind.

Ein akzeptierter astrophysikalischer Ursprung für feste Objekte hingegen ist das Wachstum durch aneinanderhaftende Staubkollisionen (Akkretion). Im Falle eines Wasserstoffeisbergs greife diese Theorie allerdings auch nicht. “Ein akzeptierter Weg zur Bildung eines kilometergroßen Objekts besteht darin, das zuerst Körner von Mikrometergröße zu Kernen heranwachsten”, erklärt Hoang. “In Regionen mit hoher Gasdichte kann jedoch durch Kollisionserwärmung durch Gaskollisionen der Wasserstoffmantel auf den Körnern schnell sublimiert werden, wodurch verhindert wird, dass sie weiterwachsen.”

Die neuen Simulationen zeigen nun, dass Wasserstoffeisberge von der Größe ‘Oumuamuas durch unterschiedlich verursachte Sublimation (interstellare Strahlung, kosmische Strahlung, Erwärmung und interstellares Gase) derart stark in Mitleidenschaft gezogen werden würden, dass sie eine Reise in, geschweige denn durch das interstellare Medium nicht derart überstehen würden.

Die Schlussfolgerung der Forscher schließt nun also auch die Theorie aus, dass ‘Oumuamua aus einer Molekülwolke zu unserem Sonnensystem gereist ist, und schließt ferner den auch die Idee von Wasserstoffeisbällen als Erklärung für Dunkle Materie aus.

Während also die Natur des interstellaren Reisenden derzeit also ein ungelöstes Rätsel bleibt, vermutet Loeb, dass wir schon bald erneut Besuch eines ähnlichen Objekts interstellarer Herkunft erhalten werden: “Wenn ‘Oumuamua Mitglied einer ganzen Population ähnlicher Objekte auf zufälligen Flugbahnen ist, sollte etwa das „Vera C. Rubin Observatorium“ (VRO), das nächstes Jahr in Betrieb gehen soll, etwa ein ‘Oumuamua-ähnliches Objekt pro Monat Entdecken“, so Loeb abschließend. „Wir dürfen uns also alle schon jetzt darauf freuen, was es finden wird.”




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Quelle: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

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