Vi har for nyligt haft besøg fra et andet solsystem. Det skrev Videnskab.dk om i artiklen Aldrig set før: Objekt fra fremmed stjerne besøger os.
Spørgsmålet er, hvad det er, der har besøgt os.
Det eneste, vi ved med sikkerhed, er, at en lille asteroide med navnet Oumuamua efter en lang rejse fra en anden stjerne har slået et sving rundt om Solen og nu igen er på vej bort.
Da den var tættest på Jorden i oktober, var afstanden kun 24 millioner km.
Det er klart, at Oumuamua er blevet studeret grundigt. Den er meget aflang, med en længde på omkring 800 meter og en bredde på kun 80 meter, og så roterer den med en periode på 7 timer 20 minutter.
På grund af sin form varede ikke længe før Oumuamua blev sammenlignet med et rumskib eller måske en rumsonde fra en anden stjerne.
En spændende tanke, og nu vil forskerne lytte efter, om der kommer radiosignaler fra den.
De første forsøg gav ikke noget resultat, men i dag onsdag bliver det tunge skyts rettet mod Oumuamua.
I 10 timer vil det 100 meter store Green Bank Teleskop lytte efter signaler på mange forskellige frekvenser – et projekt, der er betalt af den russiske milliardær Yuri Milner som en del af hans Breakthrough SETI projekt med et budget på ikke mindre end 100 millioner dollar.
For og imod: Skal vi bruge energi på asteroiden?
Naturligvis kan det ikke skade at lytte efter signaler, men spørgsmålet er, om der er tilstrækkelig grund til at bruge så meget energi på en lille asteroide, som passerer gennem vort solsystem.
Lad os se på argumenterne:
For:
- Oumuamua ligner mere et rumskib eller rumsonde end en 'normal' asteroide.
- Den fløj gennem det indre solsystem, hvor sandsynligheden for at finde liv er størst
- Der er for få asteroider, som er slynget ud af deres solsystem, til at vi så hurtigt vil finde en.
Imod:
- Asteroider kan have alle mulige former. Vi kender faktisk flere ret aflange asteroider. Faktisk har rumsonden NEAR landet på en af dem, nemlig den 34 km lange og kun 10 km brede Eros. En anden er Itokawa, som er besøgt af en Japansk rumsonde.
- Det er ikke så mærkeligt, at den første interstellare asteroide vi observerer, flyver gennem det indre solsystem. Vi ville nemlig slet ikke kunne se den, hvis den havde holdt sig ude i det ydre solsystem og altså ikke var kommet Solen nærmere end Jupiterbanen.
- Vurderingen af antallet af interstellare asteroider er baseret på et skøn, der ikke er underbygget af observationer. Hvis vi i de kommende år ser flere interstellare asteroider, må vi nok revidere vore beregninger eller vedtage, at vort solsystem jævnligt får besøg af rumskibe – en noget usandsynlig hypotese.
- Endelig flyver Oumuamua for langsomt til at være et rumfartøj, og dens bane er ikke særligt optimal med henblik på at observere vort solsystem.
Hvor meget afslører en hurtig forbiflyvning?
Det er dog nærliggende at overveje, hvor meget Oumuamua kunne have lært om Solsystemets planeter, hvis den nu var en rumsonde i stedet for en lille asteroide.
Er det muligt at lære så meget om en planet ved en hurtig forbiflyvning på stor afstand, at man kan fastslå, om planeten rummer liv?
Bare en måned før, Oumuamua blev opdaget, foretog NASA et eksperiment med rumsonden Osiris Rex, der er på vej mod asteroiden Bennu.
På sin lange rejse mod asteroiden foretog Osiris Rex et sving forbi Jorden for at få ændret sin bane – en hyppigt anvendt teknik.
Men NASA benyttede samtidig lejligheden til at lade rumsonden observere Jorden på samme måde, som en rumsonde fra en anden stjerne ville gøre det, hvis den fløj gennem vort solsystem.
Osiris Rex havde ikke tid til mange observationer
Osiris Rex blev opsendt 8. september 2016 med kurs mod den kun 500 meter store asteroide Bennu.
Opgaven er at indsamle prøver fra overfladen og bringe dem tilbage til Jorden i 2023. Det er nu ikke en helt nem opgave, selv om Bennu har en bane tæt på Jordens bane, for Bennus bane hælder seks grader mod Jordens bane.
Derfor var det nødvendigt at lade Osiris Rex flyve en tur rundt om Solen, inden den her i september vendte tilbage for at få et skub på ikke mindre end 13.600 km i timen fra Jordens tyngdefelt og samtidig få banen drejet, så den nu også hælder seks grader mod Jordbanen.
Det er nødvendigt for at kunne foretage en blød landing på asteroiden, hvortil sonden vil ankomme august 2018.
Allerede her møder vi det første problem ved at undersøge en planet alene ud fra en hurtig forbiflyvning. For Osiris Rex brugte meget af den korte tid, hvor den var tæt på Jorden, til at flyve hen over Stillehavet, mens kontinenterne kun blev set fra meget stor afstand.
\ Om artiklens forfattere
Helle og Henrik Stub er begge cand.scient'er fra Københavns Universitet i astronomi, fysik og matematik.
I snart 40 år har parret beskæftiget sig med at formidle astronomi og rumfart gennem radio, fjernsyn, bøger og foredrag og kurser.
De står bag bogen 'Det levende Univers' og skriver om aktuelle astronomiske begivenheder for Videnskab.dk, hvor de går under kælenavnet 'Stubberne'.
Det kontinent, Osiris Rex kom tættest på, var Antarktis, som sonden fløj hen over i en afstand på bare 17.200 km – og Antarktis kan vel ikke siges at være typisk for Jordens kontinenter. Desuden skete det med en fart på over 30.000 km i timen, så det levnede ikke tid til mange observationer.
Få billeder er ikke nok
Mange målinger blev først foretaget, da Osiris Rex var på vej bort fra Jorden. De sidste målinger skete, da afstanden til Jorden var fem millioner km, så store dele af Jorden er kun dårligt undersøgt af rumsonden. Således forhindrer skydækket, at man kan kortlægge Jorden på bare et par dage.
De gode nærbilleder viste os især en planet dækket af hav. Nu ved vi jo, at Jorden også har mange store kontinenter, så man kan ikke bare bruge disse få billeder til at give en beskrivelse af Jorden.
Vi kender problemet fra udforskningen af Mars. De tre første marssonder fløj alle hen over den kraterdækkede sydlige halvkugle, og Mars blev straks udråbt til at ligne Månen.
Først senere opdagede vi de enorme vulkaner, kløfter og gamle flodlejer på den nordlige halvkugle. I dag ved vi, at Mars absolut ikke kan sammenlignes med Månen.
Jorden under lup
Gode billeder kan ikke alene afgøre, om Jorden er beboelig. Der skal målinger til fra mange instrumenter, og selv om Osiris Rex ikke er udstyret med instrumenter specielt beregnet til at observere en planet som Jorden, så lærte man alligevel en hel del – især fra de to spektrometre, rumsonden er udstyret med.
Spektrene viste helt klart, at Jordens atmosfære indeholder ilt, CO2 og vanddamp. Der blev også målt ozon, og det er helt som forventet. Solens ultraviolette stråling vil jo ganske automatisk omdanne ilt til ozon højt oppe i atmosfæren. Det kan vi kun være glade for, da ozonlaget jo beskytter livet mod den skadelige UV-stråling.
De store mængder ilt på Jorden er vanskelige at forklare uden eksistensen af liv. Jordens atmosfære indeholder 21 procent ilt, og den produceres som bekendt af planterne. Det er også nødvendigt at have en konstant produktion af ilt, da ilt er en kemisk meget aktiv luftart, der let går i forbindelse med andre stoffer.
Den eneste anden mulige kilde til ilt er vanddamp, der af Solen ultraviolette lys kan spaltes i ilt og brint. Den lette brint forsvinder ud i rummet, mens ilten bliver tilbage. Men denne proces er langt mindre effektiv end den biologiske produktion af ilt.
Det mest interessante er, at der også blev fundet metan i atmosfæren. Metan nedbrydes hurtigt af luftens ilt, så derfor må den hele tiden produceres for at være til stede i atmosfæren. Metan kan produceres af geologiske processer, men her på Jorden er den vigtigste naturlige kilde metanproducerende mikroorganismer. Vi mennesker producerer også metan ved at dyrke ris og holde kvæg og ikke mindst ved afbrænding af biomasse.
Netop fordi metanen ikke er i kemisk ligevægt med resten af atmosfæren, så den er et ganske vigtigt tegn på, at der er liv på Jorden. Det er også derfor, man i disse år er så interesseret i at undersøge, hvor meget metan, der er i marsatmosfæren.
Mars mangler både ilt og et ozonlag, så her nedbrydes metanen af solens ultraviolette stråling – og ligesom på Jorden er metanen på Mars heller ikke i kemisk ligevægt. Spørgsmålet er bare, hvordan metanen på Mars produceres: Er det af mikroorganismer eller ved geologiske processer?
Osiris Rex så ingen kratere på Jorden, og det er et tegn på, at Jorden er en geologisk aktiv planet, hvor overfladen hele tiden bliver fornyet. Bjergkæder tyder på pladetektonik, og det er derfor sandsynligt, at der vil være aktive vulkaner. Det er godt for livet, da pladetektonik og vulkanisme er med til at stabilisere klimaet.
Er der intelligent liv på Jorden?
Det er et spørgsmål, som Osiris Rex ikke kan besvare ud fra sine målinger. Der er ikke direkte tegn på en teknologisk civilisation, men der skal nu også ret detaljerede billeder til for at se byer og veje. Det letteste vil være at fotografere lys fra byer om natten – eller lytte efter radiosignaler.
I 1990 fløj den store rumsonde Galileo forbi Jorden på sin vej mod Jupiter. Den havde langt flere instrumenter med end Osiris Rex, og deriblandt antenner til måling af radiostøj fra Jupiter. Disse antenner opfangede signaler, som helt klart kom fra Jorden, og som ikke kunne produceres af naturen. Det var det eneste helt klare bevis, som Galileo kunne levere for, at der er en teknisk civilisation på Jorden.
Der var også en anden måling fra Galileo, som delvist hænger sammen med vor civilisation. Der blev målt lattergas N2O, som nedbrydes hurtigt i Jordens atmosfære. Ligesom metan er lattergas ikke i kemisk ligevægt med omgivelserne.
Hovedkilden til lattergas er bakterier og alger, som omdanner nitrater til N2O og Kvælstof N2, men op mod 30 procent af lattergassen er nu produceret af os mennesker, især som følge af landbruget. Store mængder lattergas i atmosfæren er ikke godt for livet, da det nedbryder ozonlaget. Så selv om målingerne ikke direkte viser det, så skyldes i hvert fald noget af forekomsten af metan og lattergas menneskelige aktiviteter.
Vi er svære at observere
For mange år siden brugte den svenske videnskabsmand Gӧsta Ehrensvärd et udtryk for planeter, som ganske godt illustrerer vor plads i universet. Han kaldte planeter for punktverdener, fordi vi skal meget tæt på en planet for at se den som andet end et lysende punkt på himlen. Og det er lettere sagt end gjort – især hvis man ønsker at undersøge planeter i fremmede solsystemer.
Set i det lys er Osiris Rex bestemt ikke nogen typisk stjernesonde. Den havde i forvejen en bane tæt på Jordens bane og fløj forholdsvis langsomt forbi vor planet. Der var ikke bare minutter, men flere timer, hvor det var muligt at udføre nærobservationer. Selv en uge efter den tætte passage over Antarktis var det muligt at tage billeder og foretage målinger. Så god tid vil ingen stjernesonde have.
Det er langt mere sandsynligt, at en stjernesonde vil flyve 10-100 gange hurtigere end både Osiris Rex og Oumuamua, der selv med en gennemsnitsfart på under 100.000 km i timen er millioner af år om at gennemføre en rejse fra en stjerne til en anden.
Men farten er ikke det eneste problem, og det er banen for Oumuamua et godt eksempel på. Planeterne i vort solsystem kredser næsten alle tæt på det plan, som hedder Ekliptikas plan. Men da Oumuamua ankom til Solsystemet, var dens bane næsten vinkelret på ekliptikas plan, og det betyder, at den flyver gennem vort solsystem uden den store mulighed for at observere nogle planeter.
I de 10-20 år Oumuamua er så tæt på Solen, at den med rimelighed kan siges at befinde sig i Solsystemet, er den jo meget langt fra ekliptika, og dermed meget langt fra de store planeter. Asteroiden skulle helt frem til det indre solsystem, før den krydsede ekliptika første gang. Det skete inden for Merkurs bane. Derefter fløj den ned under ekliptika, hvorpå banen igen krydsede ekliptika mellem Jordbanen og Marsbanen.
Kun i godt to måneder har den derfor været tæt på de indre planeter. Nu er den allerede i fuld fart på vej bort fra ekliptika igen, og dermed på vej bort fra alle planeterne.
\ Læs mere
Vi kender allerede dette problem fra vort eget solsystem. Voyager 2 fløj tværs gennem Uranus system af måner i 1986, og det samme gjorde New Horizons, da den fløj forbi Pluto og dens fem måner i 2015. Det var simpelthen, fordi måneplanerne for både Uranus og Pluto er vinkelret på ekliptikas plan – man kan også sige, at Uranus og Pluto 'ligger ned' i deres baner.
Når det sker, så er det noget af en udfordring for planlæggerne at finde tid til at se på alle månerne, da passagen forgår meget hurtigt.
Både Osiris Rex og Oumuamua viser, hvor svært det i virkeligheden er at undersøge planeter med rumsonder. Men som vi skal se i en senere artikel, så findes der måske andre veje.
