Wenn Oumuamua außerirdischer Weltraumschrott wäre, wie würde er aussehen und könnten wir das erkennen?

Um die tl;dr -Anfrage zu beantworten, lautet die Antwort auf "können wir das sagen", "möglicherweise", wobei Dinge verwendet werden, die ich in den folgenden Aufzählungszeichen erwähnt habe

Zum Beispiel Dinge wie:

Das Papier Könnte der Sonnenstrahlungsdruck die eigentümliche Beschleunigung von 'Oumuamua erklären? veröffentlicht in The Astrophysical Journal Letters (Shmuel Bialy und Abraham Loeb, 868 , 1, ), kann auch als Vorabdruck von ArXiv eingesehen und heruntergeladen werden .

Wir untersuchen die Möglichkeit, dass die übermäßige Beschleunigung aus dem Sonnenstrahlungsdruck resultiert. Das erforderliche Masse-zu-Fläche-Verhältnis ist (m/A) ≈ 0,1 g cm−2. Für ein dünnes Blech erfordert dies eine Dicke von ≈ 0,3−0,9 mm. Wir stellen fest, dass ein solches Objekt, obwohl es extrem dünn ist, eine interstellare Reise über galaktische Entfernungen von ∼ 5 kpc überleben würde, wobei es Kollisionen mit Gas- und Staubkörnern sowie Belastungen durch Rotation und Gezeitenkräfte standhalten würde. Wir diskutieren die möglichen Ursprünge eines solchen Objekts. Unsere allgemeinen Ergebnisse gelten für alle Lichtsonden, die für interstellare Reisen ausgelegt sind.

Um die Möglichkeit quantitativ zu untersuchen, dass 'Oumuamua eine dünne künstliche Struktur wie ein Sonnensegel sein könnte, haben die Autoren die Frage gründlich wissenschaftlich analysiert. Ich habe Teile ihrer Analyse unten festgehalten. Daraus wird deutlich, dass es sogar für eine Vielzahl von betrachteten Materialtypen und sowohl für natürliche als auch für künstliche Objekte einige klare Beweise für interstellare Reisen geben würde. Dazu gehören

• Sputtern von interstellarem Wasserstoff und kosmischer Strahlung (hauptsächlich Protonen)
• Mikrokrater durch Kollisionen mit interstellarem Staub

Der Artikel beschreibt weder die Menge an angelagertem Material auf der Oberfläche noch die daraus resultierenden optischen Eigenschaften. Daher wären visuelle Hinweise wie Farbe ein schlechter Weg, um zu versuchen, einen künstlichen von einem natürlichen Körper nach einer interstellaren Reise wie dieser zu unterscheiden.

Aber selbst für hier betrachtete dünne Materialhüllen von ≈ 0,3–0,9 mm kommt das Papier zu dem Schluss, dass das darunter liegende Material intakt bleiben würde. Dies bedeutet, dass, wenn man Bulk-Eigenschaften erkunden könnte, eine Menge bestimmt werden könnte.

Zum Beispiel Dinge wie:

• durch solare Röntgenstrahlung induzierte Röntgenfluoreszenzspektroskopie; siehe diese Antwort
• durch kosmische Strahlung induzierte Röntgenfluoreszenzspektroskopie
• kosmische neutroneninduzierte Gammastrahlenspektroskopie
• Wechselwirkung mit und Reflexionen von Radarstrahlen in einem breiten Frequenzbereich (HF bis THz), um zu versuchen, den elektrischen Widerstand in den Griff zu bekommen
• Ein Langstreckenimpaktor könnte auch verwendet werden, um eine heiße Verdampfung von Material zu induzieren, das dann spektroskopisch analysiert werden könnte. Diese Technik wurde in mehreren Fällen sowohl mit natürlichen als auch mit künstlichen Impaktoren demonstriert.

könnten nur einige (größtenteils) berührungslose Methoden sein, die verwendet werden könnten, um die Zusammensetzung von 'Oumuamua zu untersuchen und die Frage zu beantworten, ob es wahrscheinlicher natürlichen oder künstlichen Ursprungs ist.

HINWEIS: Dieser Astrophysical Journal Letter ist dicht geschrieben, voller Mathematik und stark quellenbezogen. Ich habe gerade ein paar "Sound Bites" daraus festgehalten, aber der Leser wird ermutigt, zuerst in die ArXiv-Version einzutauchen , bevor er Fragen zu den Schlussfolgerungen des Papiers stellt.

3. Maximale Entfernung für interstellare Reisen

3.1. Impulsübertragung - Verlangsamen

Offensichtlich kann 'Oumuamua galaktische Entfernungen zurücklegen , bevor es zu einer merklichen Verlangsamung kommt.

3.2. Energieübertragung - Kollisionen mit Staubkörnern

Für unseren eingeschränkten Wert für das Verhältnis von Masse zu Fläche kann 'Oumuamua durch die gesamte Galaxie reisen, bevor ein erheblicher Bruchteil seiner Masse verdampft ist. Die Verdampfung wird bei höheren Geschwindigkeiten wichtig.

3.3. Energieübertragung - Kollisionen mit Gaspartikeln

Wenn sich ein Objekt mit hoher Geschwindigkeit bewegt, können Kollisionen mit Atomen im ISM möglicherweise ausreichend Energie übertragen, um ein Sputtern zu erzeugen ... Bei höheren Geschwindigkeiten steigt die Ausbeute, bleibt aber typischerweise unter 0,01 (Tielens et al. 1994), also bei jeder Geschwindigkeit , Verdampfung und Verlangsamung bleiben die dominierenden Prozesse, die die zulässige Entfernung begrenzen, die ein Objekt durch das ISM zurücklegen kann.

Kosmische Strahlung soll noch weniger Schaden anrichten. Obwohl ihre Energiedichte mit der des ISM-Gases vergleichbar ist, geben sie beim Durchdringen des dünnen Objekts nur einen sehr geringen Teil ihrer Energie ab.

4. Zugspannungen:

4.1. Drehung

Selbst wenn die Eigengravitation ignoriert wird, kann 'Oumuamua seiner Zentrifugalkraft problemlos standhalten.

4.2. Gezeitenkräfte

Daher ist es unwahrscheinlich, dass Gezeitenkräfte eine bedeutende Rolle gespielt haben, es sei denn, 'Oumuamua kam in seiner Vergangenheit einem Stern extrem nahe.

5. Zusammenfassung und Diskussion:

Für eine planare Geometrie und typische Massendichten von 1–3 g cm−2 ergibt dies eine effektive Dicke von nur 0,9–0,3 mm. Für ein Material mit geringerer Massendichte ist die abgeleitete effektive Dicke proportional größer. Wir stellen fest, dass ein solches Objekt, obwohl es sehr dünn ist, über galaktische Entfernungen reisen kann, wobei es seinen Impuls beibehält und der Kollisionszerstörung durch Staubkörner und Gas sowie Zentrifugal- und Gezeitenkräften widersteht.

Quelle: Harvards Top-Astronom der Washington Post sagt, ein außerirdisches Schiff könnte unter uns sein – und es ist ihm egal, was seine Kollegen denken

Avi Loeb posiert im Observatorium in der Nähe seines Büros in Cambridge, Massachusetts. Seine Theorie über ein außerirdisches Raumschiff hat in den Medien die Runde gemacht und in der akademischen Gemeinschaft Kontroversen ausgelöst. (Adam Glanzman/Für die Washington Post)