1I/ʻOumuamua (vorher A/2017 U1 und C/2017 U1 (PANSTARRS), Aussprache ) ist das erste innerhalb des Sonnensystems beobachtete Objekt, das als interstellar klassifiziert wurde.Ken Croswell: Astronomers race to learn from first interstellar asteroid ever seen. Nature News auf nature.com vom 31. Okt. 2017, doi:10.1038/nature.2017.22925.Carlos de la Fuente Marcos, Raul de la Fuente Marcos: Pole, pericenter and nodes of the interstellar minor body A/2017 U1. In: Research Notes of the AAS. 1. November 2017, Band 1, Nr. 1, doi:10.3847/2515-5172/aa96b4.
Entdeckung Das Objekt wurde am 19. Oktober 2017 durch das Pan-STARRS-Teleskop auf Hawaii von Robert Weryk entdeckt, als es schon an der Sonne vorbeigeflogen warEntdeckung 40 Tage nach dem (später errechneten) Periheldurchgang am 9. September 2017. und sich auf dem Weg zurück in den interstellaren Raum befand. Bereits fünf Tage zuvor hatte das Objekt die Erde in einer Entfernung von 24 Mio. Kilometern passiert. Zum Zeitpunkt der Entdeckung befand sich das Objekt wieder 33 Mio. Kilometer von der Erde entfernt, etwa die 85-fache Distanz des Mondes zur Erde oder ein Fünftel der Distanz der Erde zur Sonne.
Aufgrund seiner Bahneigenschaften hielt man es ursprünglich für einen Kometen. Als bei genaueren Beobachtungen keinerlei Schweif oder Koma beobachtet wurde, klassifizierte man das Objekt etwa eine Woche später als Asteroiden. Ende Juni 2018 wurde ʻOumuamua nach der genauen Analyse seiner Flugbahn, die auf einen Masseverlust schließen ließ, erneut als Komet eingestuft.
Flugbahn mini|Die Bahn von A/2017 U1 im inneren Sonnensystem mini|Das Zeitfenster der Annäherung ʻOumuamuas an die Sonne
ʻOumuamua flog nahezu senkrecht zu den Bahnebenen der Planeten in das Sonnensystem ein. Am 2. September 2017 durchquerte er zwischen Sonne und Merkur die Ekliptikebene. Rückrechnungen ergaben eine Herkunftsrichtung aus dem Sternbild Leier, nicht weit entfernt von dessen Hauptstern Wega. Hierbei ist aber zu beachten, dass sich Wega infolge ihrer Eigenbewegung vor etwa 300.000 Jahren nicht dort befand, wo sie sich jetzt befindet. Relativ zum lokalen Ruhesystem fliegt die Sonne mit etwa 20 km/s in Richtung Sonnenapex. Der Sonnenapex ist auch die ungefähre Richtung, aus der ihr ʻOumuamua mit etwa 6 km/s entgegenkam, was sich zu einer Geschwindigkeit von etwa 26 km/s addierte.
ʻOumuamua bewegte sich auf einer hyperbolischen Bahn mit einer Bahnexzentrizität von e ≈ 1,2 an der Sonne vorbei. Am 9. September 2017 durchlief das Objekt den sonnennächsten Punkt mit einer höchsten Geschwindigkeit von 87,3 Kilometern pro Sekunde und einem geringsten Abstand von 37,6 Millionen Kilometern zur Sonne.
Am 14. Oktober 2017 flog ʻOumuamua in einem geringsten Abstand von etwa 24 Millionen Kilometern an der Erde vorbei, etwa dem 60-fachen des Abstands von Erde und Mond. Das Objekt bewegte sich jetzt mit langsam abnehmender Geschwindigkeit in Richtung Sternbild Pegasus und wird das Sonnensystem auf seiner Bahn wieder verlassen.
Bei weiteren Beobachtungen der Flugbahn des Objektes durch verschiedene erdgebundene Teleskope sowie durch das Hubble-Weltraumteleskop konnte eine Bahnablenkung beobachtet werden. Die Abbremsung des Körpers bei seinem Entfernen von der Sonne fand um eine Winzigkeit weniger stark statt als es unter dem reinen Einfluss der Gravitation der Fall sein müsste. Als mögliche Ursache der zusätzlichen Beschleunigung wurde das Ausgasen flüchtiger Bestandteile aufgrund der Sonnennähe genannt. Roman Rafikov hielt dem entgegen, dass ein Ausgasen wahrscheinlich zu einer erheblichen Änderung der Rotation geführt hätte, die aber nicht festzustellen gewesen sei.Roman R. Rafikov: Spin Evolution and Cometary Interpretation of the Interstellar Minor Object 1I/2017 ʻOumuamua. The Astrophysical Journal Letters 867, 2018, doi:10.3847/2041-8213/aae977 (freier Volltext).
Physikalische Eigenschaften mini|Die scheinbare Helligkeit (Magnitude) von ʻOumuamua zwischen 2015 und 2020 Zur näheren Bestimmung wurde ʻOumuamua mit mehreren Teleskopen beobachtet, darunter Pan-STARRS1, das Canada-France-Hawaii Telescope, das Gemini-South-Observatorium, das Very Large Telescope, das United Kingdom Infrared Telescope und das Keck-Observatorium.
Die außergewöhnlich starken Helligkeitsschwankungen mit Perioden von 6,9 bis 8,3 Stunden lassen auf ein zigarrenförmiges Objekt schließen, mit einem Achsenverhältnis von mehr als 5:1 für die beiden größten Achsen. In einer Auswertung aller verfügbaren photometrischen Beobachtungsdaten konnte keine Rotationsperiode gefunden werden, die die beobachteten Helligkeitsschwankungen ausreichend erklären kann. ʻOumuamua rotiert also wahrscheinlich nicht um eine seiner Hauptachsen, sondern bewegt sich taumelnd durchs All. Wahrscheinlich verließ er bereits in diesem Zustand sein ursprüngliches Planetensystem. Eine Dämpfung der unregelmäßigen Rotation durch innere Reibung wird mindestens eine Milliarde Jahre benötigen, möglicherweise auch erheblich länger. Die ungewöhnliche Form nährte Spekulationen, es könne sich um ein außerirdisches Raumschiff handeln.
Es konnte keinerlei Staub in der Nähe des Objektes gefunden werden, woraus geschlossen wird, dass ʻOumuamua kein Wasser enthält und aus Gestein oder Metall besteht. Da seine Oberfläche mutmaßlich durch den Milliarden Jahre lang andauernden Beschuss mit kosmischer Strahlung dunkel geworden ist, geht man von einer niedrigen Albedo aus. Bei einem für inaktive Asteroiden typischen Wert von 0,04 ergibt sich ein mittlerer Radius von (102 ± 4) m. Eine genaue Abschätzung der Größe ist schwierig und abhängig von verschiedenen Annahmen. Je nach angenommener Albedo, innerer Zugfestigkeit, Rotationsachse und Dichte ergeben sich verschiedene Abmessungen.
Man maß folgende Variation der Helligkeit:
zentriert|mini|1081x1081px|Variation der Helligkeit von ʻOumuamua, beobachtet an drei Tagen im Oktober 2017. Der große Schwankungsbereich ist mit einer sehr länglichen Form und einer taumelnden Drehbewegung zu erklären. Die verschiedenfarbigen Punkte stellen Messungen durch verschiedene Filter im sichtbaren und nahinfraroten Teil des Lichtspektrums dar. Die gestrichelte Linie zeigt die für ein Ellipsoid mit einem Achsenverhältnis von 1:1:10 erwartete Lichtkurve. Abweichungen von dieser Linie deuten auf eine unregelmäßige Form oder Albedo des Objekts hin.
Nimmt man als Form vereinfacht ein Ellipsoid an, ergeben sich folgende Möglichkeiten: Im Fall, dass ʻOumuamua um seine kürzeste Achse rotiert, muss er durch eine innere Zugspannung zusammengehalten werden. Ein Rubble Pile oder ein Doppelasteroid wären damit ausgeschlossen. Nimmt man für die Albedo einen Wert von 0,04 an, ergeben sich daraus die Abmessungen 800 m × 80 m × 80 m, bei einem Wert von 0,2 wären es 360 m × 36 m × 36 m. Für den Fall, dass ʻOumuamua um seine längste Achse rotiert (eine Rotation um die mittlere Achse wäre instabil), könnte er bei einer Dichte von mehr als 1500 kg/m³ nur durch seine eigene Gravitation zusammengehalten werden. Für eine Albedo von 0,04 ergeben sich damit Abmessungen von etwa 360 m × 180 m × 18 m, bei einem Wert von 0,2 wären es 160 m × 80 m × 8 m.
Seine Oberfläche ist rötlich gefärbt, so wie die Oberfläche von Kometen, D-Typ-Asteroiden und anderen Objekten des äußeren Sonnensystems. Die Farbe wird auf das Vorhandensein von organischen Stoffen zurückgeführt. Farbveränderungen in den beobachteten Lichtkurven lassen auf eine variierende Oberflächenbeschaffenheit mit einer überwiegend farblich neutralen Region und einem großen roten Gebiet schließen.
Im November 2018 kamen Shmuel Bialy und Avi Loeb zum Schluss, dass die beobachtete nichtgravitative Bahnabweichung ohne beobachtbare Staubentwicklung gut durch ein extrem dünnes Objekt (ca. 0,3 – 0,9 mm) von großer Fläche erklärt werden kann, das vom Strahlungsdruck des Sonnenlichts von seinem Kurs abgedrängt wird. Sie spekulierten, dass es sich um ein Sonnensegel handeln könnte, welches von einer außerirdischen Zivilisation stammt.
Im Mai 2020 wurde eine Studie veröffentlicht, die vorschlug, dass das Objekt aus gefrorenem Wasserstoff bestehen könnte. Im August 2020 berichteten Wissenschaftler, dass dies wahrscheinlich nicht der Fall sei. 50px|klasse=noviewer Text und Bilder verfügbar unter der Lizenz Creative Commons Attribution 4.0 International License. Im Frühjahr 2021 wurde vorgeschlagen, dass ʻOumuamua ein Fragment aus Stickstoffeis eines Exoplaneten ähnlich dem Pluto sein könnte und möglicherweise vor ca. 0,5 Mrd. Jahren durch einen Einschlag in einem jungen Sternsystem ausgestoßen wurde.
Herkunft mini|Animierte Flugbahn von ʻOumuamua Die genaue Herkunft des interstellaren Objekts kann bisher nicht bestimmt werden, zumal seine Flugbahn nichtgravitative Einflüsse zeigt.
Gemäß einer Veröffentlichung unmittelbar nach der Entdeckung konnte anhand der Bahndaten ʻOumuamuas vor der Begegnung mit der Sonne mit großer Wahrscheinlichkeit ausgeschlossen werden, dass das interstellare Objekt von einem der Sternsysteme näher als 11 Lichtjahre oder vom Luhman-16-System kommt. Wenn man aus den Bewegungsvektoren von 1481 Sternen in einer Distanz bis 25 Parsec (ca. 81,5 Lichtjahre) aus dem erweiterten Hipparcos-Katalog XHIP einen Median bildet, erhält man eine Abschätzung der mittleren Bewegung der Sterne in der Umgebung der Sonne, dem lokalen Ruhesystem (LSR). Die Bewegung ʻOumuamuas vor der Begegnung mit der Sonne kommt diesem Medianvektor des LSR sehr nahe. Besonders nahe ist sie der mittleren Bewegung einer Gruppe relativ naher Roter Zwerge. Verglichen mit dem lokalen Ruhesystem gibt es keine nennenswerte Bewegung in radialer oder vertikaler Richtung bezogen auf die Milchstraße.
Der Leiter des astronomischen Instituts der Harvard-Universität, Avi Loeb, mutmaßt, dass es sich bei dem Objekt um eine aktive Raumsonde handeln könnte. In einer im Juli 2019 in der Fachzeitschrift Nature publizierten Übersichtsarbeit kommt das ʻOumuamua-Team des International Space Science Institute (ISSI) zum Schluss, dass jede Frage zu ʻOumuamua beantwortet werden könne, indem angenommen wird, dass ʻOumuamua ein natürliches Objekt ist. Behauptungen, dass ʻOumuamua ein künstliches Objekt ist, seien nicht gerechtfertigt, wenn berücksichtigt werde.
Zwei Studien gehen davon aus, dass es sich bei ʻOumuamua um ein Bruchstück von einem dem Pluto ähnlichen Exoplaneten handele. Die Astronomen gehen davon aus, dass ʻOumuamua aus gefrorenem Stickstoff (N2) besteht. Die äußeren Schichten des Stickstoffeises seien aber geschmolzen. Durch die Bewegung im All habe er so den Großteil seiner Masse verloren und nach und nach eine flache Form angenommen.
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