• Tweet

ʻOumuamua a fost primul semnal. 3I/ATLAS a adus confirmarea, prin spectroscopie și observații directe. Iar lecția lor comună e simplă: misterele interstelare pot fi deslușite prin spectroscopie!

NOTA DE INCEPUT: ʻOumuamua apare in spatiul public sub tot felul de imagini. Acestea sunt artistice, nu sunt reale. Nu s-au facut măsurători de acest fel ci asupra unui "grăunte de lumină" care urma o traiectorie, cu o dinamica si care avea lumina retroimprastiata cu variațiile puternice, periodice. Forma obiectului s-a reconstituit artistic pornind de la niște măsurători indirecte (raport intensități luminoase, etc). Drept pentru care, imaginea din aceasta postare este artistica nu una înregistrată de telescoape. Pentru ca nu exista nici o imagine reală!

În 2017, astronomii au observat pentru prima dată un obiect misterios care nu aparținea Sistemului nostru Solar. L-au numit ʻOumuamua, „mesagerul care vine de departe". El a trecut la numai 38 de milioane km de Soare și a fost văzut doar câteva săptămâni, înainte de a se pierde în întunericul spațiului. Avea o traiectorie hipertrofica deci nu aparținea sistemului solar.

La început, datele păreau să indice o simplă rocă interstelară. Dar apoi au apărut 2 surprize: orbita lui ʻOumuamua nu putea fi explicată doar prin gravitație iar fluctuațiile de lumina reflectata erau extrem de mari. Obiectul avea o mică accelerație suplimentară, radială, anti-solar. Nicio coadă de cometă, niciun jet vizibil nu însoțea mișcarea. Sau nu s-a reușit sa se masoare! Iar variațiile intensității luminoase erau de până la 10 ori, cu caracter cvasiperiodic, fapt atribuit inițial unei forme foarte alungite a obiectului, din care s-a dedus și geometria lui.

Această discrepanță a alimentat speculațiile - unele scenarii au mers până acolo încât să sugereze că ar putea fi o navă extraterestră sau o velă solară artificială.

De ce aceste "ciudatenii". Cum le putem explica?

1. Traiectoria, acceleratia radiala "negravitationala".

Roca are in compoziție, măcar in stratul ce o înconjoară, superficial, cu acoperire totală sau parțială o mixtură de gaze captive din cauza temperaturilor foarte joase. Sub acțiunea radiației solare, a fotonilor diferiți, roca începe sa "se încălzească" inca de la distanțe mari cind primele gaze sunt mai repede sublimate, cum ar fi azotul. Cu cit s-a apropiat mai mult de Soare, temperatura suprafetelor expuse (inclusiv cele remanente dupa roatatii) ar fi putut ajunge la temperaturi mai mari. Asadar, suprafața obiectului a fost încălzită de fotonii solari. Aceștia pătrund câțiva micrometri iar căldura poate difuza milimetri sau centimetri în crusta materialului și ridică temperatura locală.

La acea distanță de Soare, fața însorită a lui ʻOumuamua ajungea la temperaturi apropiate de 0 ... +20 °C. În interior existau probabil mixturi de gheață și gaze: CO₂, NH₃, apă, metanol. Cele foarte volatile (azot, CO, metan) se pierduseră deja, departe, la temperaturi sub -200 °C, asa cum am explicat mai sus, cind obiectul se afla pe traiectorie la distanțe mult mai mari.

Pe măsură ce gheața s-a sublimat, moleculele au fost evacuate spre Soare prin porii crustei. Legea acțiunii și reacțiunii a împins corpul în direcția opusă, anti-solar. Apare un efect de recul. Efectul si mărimea reculul sunt confirmare de măsurătorile de atunci!

Rata necesară de pierdere ar fi putut fi mica de doar 0,1-1 kg/s de gaz. Insuficient pentru a produce o coadă vizibilă, dar exact suficient pentru a explica accelerația măsurată (~5×10⁻⁶ m/s²).

2. Variațiile de intensitate luminoasa reflectata in domeniul 0.4-0.9 micrometri (VIS-IR)

Aceste variații pot fi induse și de reflectivitatea diferită a mixturilor de gheață, de granulația și morfologia suprafeței, expuse periodic la temperaturi variabile atunci când zona este iluminată sau se află în umbră, până la valori de -150 °C.
Albedoul nu este constant, ci depinde de compoziția ghețurilor, de porozitate, de mărimea granulelor și de temperatura locală.
La toate acestea se adaugă amestecul cu particule de praf sau organice, care pot întuneca suprafața și pot amplifica variațiile de luminozitate observate.

3. Dar iata ca după opt ani, un alt vizitator interstelar a apărut: 3I/ATLAS. La 1 iulie 2025, un alt vizitator interstelar este descoperit. De data aceasta, telescoapele surprind imediat activitate cometară. La distanțe de 500-600 milioane km, unde temperatura de echilibru e încă foarte scăzută (-160 ... -120 °C), s-au detectat molecule OH prin spectroscopie ultravioletă (Swift). Moleculele OH provin din fotodisocierea apei - adică s-a observat direct sublimarea gheții de apă. Rata de emisie estimată: zeci de kg/s de gaz și praf, confirmând că motorul de recul există și este măsurabil. Traiectoria lui 3I/ATLAS e tot hiperbolică, exact ca la ʻOumuamua, dar aici avem și dovezi spectroscopice directe: gazul ejectat, compoziția moleculară, energia solară drept combustibil.

S-a văzut clar ceea ce doar se presupunea la ʻOumuamua: gazele sunt puse în mișcare de lumina solară, iar reacția termodinamică împinge obiectul în sens opus Soarelui.

Astfel, scenariile mai exotice despre nave extraterestre nu cu atât fundament stiintific pe cât au cele descrise mai sus, explicații naturale care au la bază metode spectroscopice: fotonii solari încălzesc stratul superficial, gazele volatile din crusta poroasă sublimează la temperaturile potrivite, reculul creat de moleculele care scapă produce accelerația radială observată. Sigur, cind vor fi date suplimentare, rezultate experimentale sau modele de simulare, atunci se pot rediscuta alte scenarii, alternative. Dar, asa cum am spus, cheia acestor probleme este legată de soectroscopie!

Evident, prin măsurători de cinetică, prin măsurători ale accelerației, ale vitezei, prin modificări ale structurii moleculare în stratul superficial, prin măsurători ale compoziției chimice a gazelor eliberate prin absorbția radiației solare, putem identifica sau putem construi modele complexe care să elucideze alte elemente de importanță vitală pentru fizicieni, matematicieni, astronomi, chimiști etc.

La originea tuturor acestor investigații de profunzime, capabile să elucideze compoziția chimică, transformările fizico-chimice, variațiile de temperatură și procesele de cinetică, rămân cercetările spectroscopice. Spectrofotometrele atașate telescoapelor, împreună cu detectoare speciale - cele mai sofisticate, capabile să acopere domenii spectrale optime, cu viteze de eșantionare ridicate, rate de acumulare precise și sisteme de răcire extreme pentru stabilitate și reducerea zgomotului optic, termic și electric - sunt instrumentele esențiale pentru a înțelege aceste mistere cosmice