Oumuamua, il visitatore dallo spazio profondo

Questa storia inizia lontano. Anzi, lontanissimo.
In realtà non sappiamo esattamente dove abbia inizio, benché un indizio ci sia suggerito dalla sua direzione di provenienza: la traiettoria indica che il protagonista di questa narrazione provenga da Vega, una stella nella costellazione della Lira a circa 6,1 anni luce di distanza dal Sole. O meglio, proviene dalla attuale collocazione di Vega in quanto, se realmente provenisse da questo astro, avrebbe impiegato 600.000 anni per raggiungere la Terra e all’epoca la posizione occupata Vega era tutt’altra.
Non è chiaro come Oumuamua sia arrivato fino a qui, resta però un dato di fatto che per un momento brevissimo ha popolato i nostri cieli e che il suo passaggio sia stato registrato dai telescopi terrestri.
Ma procediamo per gradi.

Ricostruzione grafica di Oumuamua

Cos’è Oumuamua?

Oumuamua (o meglio 1I/’Oumuamua, detta anche U1 2017) è stato scoperto il 19 ottobre 2017 dal telescopio Pan-STARRS1 situato a Haleakala, nelle Hawaii. La sua scoperta ha segnato un momento significativo nella storia dell’astronomia, perché è stato il primo oggetto interstellare ad essere rilevato nel nostro sistema solare. Esattamente: si tratta del primo oggetto proveniente dall’esterno dei Sitsema solare a farci visita. Il nome Oumuamua ha origine nella lingua hawaiana e significa letteralmente “messaggero che arriva per primo da lontano”. E vi assicuro che il suo nome, per quanto possa sembrare complicato, è la cosa più semplice da spiegare di tutta la vicenda.
Una delle caratteristiche che ha immediatamente sconcertato gli scienziati è stata la rapidità con cui questo oggetto si muoveva: la sua velocità relativa rispetto al Sole era di circa 87 chilometri al secondo (296.000 chilometri all’ora), una velocità altissima, anche per gli asteroidi che provengono dal sistema solare esterno. Nel momento del suo passaggio più vicino alla terra, il 19 ottobre del 2017, viaggiava a circa 26 km al secondo.

All’inizio Oumuamua è stato classificato come un cometa ma, dopo ulteriori osservazione, si è ritenuto più appropriato classificarlo come un asteroide.
Il suo comportamento insolito e le sue caratteristiche uniche hanno portato alcuni a suggerire che potrebbe essere qualcosa di totalmente diverso, forse addirittura una sorta di relitto alieno.

La differenza fra comete e asteroidi

La cometa di Halley

Prima di andare avanti, è necessario soffermarci un attimo su questa distinzione:

  • Le comete sono composte principalmente da ghiaccio, polvere e rocce.
    Quando una cometa si avvicina al Sole, la radiazione solare riscalda il ghiaccio, causando la sua sublimazione. Il gas e la polvere sublimati formano la chioma e la coda della cometa.
  • Gli asteroidi, invece, sono composti principalmente da roccia e metallo.
    Gli asteroidi si trovano nella fascia principale degli asteroidi, situata tra le orbite di Marte e Giove. Tuttavia, ci sono anche asteroidi che si trovano in altre regioni del Sistema solare, come la cintura di Kuiper e la nube di Oort.

Nella tabella che segue riassumiamo le principali differenze tra comete e asteroidi:

Caratteristica Cometa Asteroide
Composizione Ghiaccio, polvere e rocce Roccia e metallo
Aspetto Con chioma e coda Solitamente senza chioma e coda
Origine Condensazione della nebulosa primordiale
da cui si è originato il Sistema solare
Frammenti di pianeta non aggregato all’interno
del Sistema solare primordiale
Posizione Nube di Oort, ai confini del Sistema solare Fascia principale degli asteroidi (tra le orbite di Marte e Giove)

Dunque, perché gli scienziati hanno escluso che Oumuamua fosse una cometa? Semplice: mancava la caratteristica “coda” che normalmente accompagna questa tipologia di oggetto spaziale. C’è un altro elemento fuori posto: gli asteroidi, di norma, sono sferici o ovoidali, mentre la forma di questo oggetto spaziale è nettamente diversa.

Ricostruzione dell’asteroide 16 Psyche

La forma di Oumuamua

Per quanto non sia possibile definire la forma di Oumuamua dall’osservazione diretta della sua sagoma, studiando la sua luminosità gli astrofisici sono riusciti a raggiungere un’ipotesi piuttosto verosimile.
Quando un oggetto ruota, la sua luminosità varia a seconda della sua forma. Un oggetto sferico, ad esempio, ha una luminosità uniforme, mentre un oggetto allungato ha una luminosità che varia in base alla sua inclinazione rispetto all’osservatore.
Nel caso di Oumuamua, la sua luminosità variava di 2,5 magnitudini, il che indica che è un oggetto molto allungato (la sua lunghezza è stimata essere da 5 a 10 volte la sua larghezza).
Un’altra indicazione della forma di Oumuamua è il suo periodo di rotazione, che è di circa 7-8 ore. Un oggetto sferico avrebbe un periodo di rotazione molto più breve, mentre un oggetto allungato potrebbe avere un periodo di rotazione più lungo. Inoltre, è stato possibile definire le dimensioni di Oumuamua, che presenta all’incirca un diametro medio di 100/150 metri e una lunghezza di un intervallo compreso tra 100 e 1000 metri. La stima più probabile è di circa 400 metri.

La sagoma sigariforme, spessissimo riportata negli avvistamenti UFO, è stata la prima scintilla ad accendere l’interesse dei sostenitori della presenza aliena nei nostri cieli. Inoltre, la variazione nella luminosità rilevata è coerente con la forma allungata dell’oggetto ma risulta completamente atipica per un asteroide, in quanto ricoperta di polvere: da qui prende origine la teoria, che ha come fermo sostenitore l’astrofisico di Harvard Avi Loeb (di cui parleremo meglio a breve), che la superficie di Oumuamua possa essere metallica, ovviamente a beneficio dell’ipotesi extraterrestre.
Tuttavia, gli scienziati hanno risposto con fermezza: Oumuamua è  arrivato nel Sistema solare da un’altra stella, pertanto -avendo attraversato lo spazio interstellare- è legittimo che la sua forma non sia quella “classica” ovoidale degli asteroidi che siamo abituati a osservare.
È possibile anche che la sua luminosità variabile sia dovuta a una combinazione di fattori, come una variazione dell’albedo (in breve, il potere riflettente) o un’ostruzione della luce da parte di detriti sulla sua superficie.

L’orbita anomala di Oumuamua

Animazione della traiettoria di Oumuamua

La più sconcertante anomalia di Oumuamua, però, risiede nella sua traiettoria.
Gli asteroidi hanno orbite circolari, il che significa che si mantengono a distanze più o meno costanti dal Sole, mentre le comete hanno orbite più eccentriche degli asteroidi, il che significa che si avvicinano di molto al nostro astro.
Oumuamua ha avuto, invece, una traiettoria iperbolica rispetto al Sole ed  è proprio questo ad averci dato la prova definitiva del fatto che sia un oggetto proveniente dall’esterno del nostro sistema.
Ma c’è di più: se normalmente un corpo celeste allontanadosi dal Sole mostra una diminuzione nella sua velocità di crociera, in quanto meno soggetto alla forza gravitazionale della stella…Oumuamua, invece, in quel preciso momento ha mostrato un’accelerazione. Questo avrebbe perfettamente senso se avessimo contestualmente osservato la “coda” fuoriuscire dalla sua superficie ma, come detto in precedenza, Oumuamua non mostra alcuna chioma e dunque viene a mancare l’indizio primario di una possibile spinta propulsiva da parte dei gas sublimati dall’incontro ravvicinato con il Sole.

La tesi extraterrestre di Avi Loeb

Avi Loeb (26 febbraio 1962) è un fisico teorico israeliano-americano specializzato in astrofisica e cosmologia. È professore di astronomia all’Università di Harvard, dove ha anche ricoperto la carica di presidente del Dipartimento di astronomia dal 2011 al 2020.
Loeb è nato a Beit Hanan, in Israele, ed ha conseguito il dottorato di ricerca in astrofisica presso l’Università Ebraica di Gerusalemme nel 1987. Dopo aver trascorso un anno di post-dottorato presso l’Osservatorio Astronomico Smithsonian, è entrato a far parte del Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics nel 1988. Nel dicembre 2012, la rivista Time lo ha selezionato come una delle 25 persone più influenti nello spazio. Nel luglio 2021 ha fondato il Progetto Galileo per la ricerca scientifica sistematica di prove di artefatti tecnologici extraterrestri.
Insomma, non si tratta dell’ultimo svitato incontrato in un vicolo: ha un curriculum scientifico solido ed è una voce estremamente autorevole nel campo dell’astrofisica. E ha deciso di esporsi direttamente per perorare una tesi su cui ben pochi colleghi hanno scelto di esprimersi in maniera diretta.

Il Prof. Avi Loeb

Per Loeb vi sono sei motivazioni molto specifiche che dovrebbero condurre  per lo meno a porci il quesito della possibile origine extraterrestre di Oumuamua: le riportiamo riassumendole dall’articolo originale comparso su Scientific America il 20 novembre del 2018 e poi lungamente approfondite nel suo libro Non siamo soli. I segnali di vita intelligente dallo spazio.

  1. Statistica
    Se fosse un asteroide interstellare non avremmo potuto intercettarla via telescopio per ragioni statistiche. In un articolo pubblicato circa un decennio fa era stato prevista un’abbondanza di asteroidi interstellari decisamente minore (da due a otto ordini di grandezza) di quanto necessario per spiegare la scoperta di Oumuamua, assumendo che faccia parte di una popolazione casuale di oggetti.
  2. Area di origine
    Oumuamua ha avuto origine all’interno di un frame di riferimento molto speciale, chiamato Local Standard of Rest (LSR), definito dalla media dei movimenti casuali di tutte le stelle nelle vicinanze del sole. Questo spazio è il luogo ideale per il mimetismo, ovvero per nascondere le origini di un oggetto ed evitare la sua associazione con una stella particolare.
  3. Velocità
    La maggior parte degli asteroidi interstellari ci si aspetta siano strappati dalla loro stella genitrice quando si trovano ai margini del loro sistema planetario di nascita, dove sono più debolmente legati alla gravità della stella. A questi margini, possono essere rimossi con una piccola spinta di velocità inferiore a un chilometro al secondo, in tal caso manterranno la velocità della loro stella ospite rispetto all’LSR. Se Oumuamua provenisse da una stella tipica, deve essere stata espulsa con un impulso di velocità insolitamente grande. Per rendere le cose più insolite, il suo impulso dovrebbe essere stato uguale e opposto alla velocità della sua stella genitrice rispetto all’LSR, che è di circa 20 chilometri al secondo per una stella tipica come il sole. L’origine dinamica di Oumuamua è estremamente rara, guardando la situazione da qualsiasi punto di vista.
  4. Forma
    La luminosità di Oumuamua dovuta alla luce solare riflessa variava di un fattore di 10 mentre ruotava periodicamente ogni otto ore. Ciò implica che Oumuamua abbia una forma estremamente allungata [..] Inoltre, un’analisi del suo movimento di rotazione ha concluso che sarebbe nel grado massimo di eccitazione del suo viaggio se avesse una geometria simile a una frittella. In breve, Loeb fa leva sull’incertezza della sagoma sigariforme e propende per una forma sì allungata ma discoidale, in virtù della super accelerazione dell’oggetto.
  5. Superficie riflettente
    Il telescopio spaziale Spitzer non ha rilevato alcun calore sotto forma di radiazione infrarossa da Oumuamua. Data la temperatura superficiale dettata dalla traiettoria di Oumuamua vicino al Sole, questo prevede un limite superiore alle sue dimensioni di centinaia di metri. In base a questo limite di dimensioni, Oumuamua deve essere insolitamente luminoso, con una riflettanza almeno 10 volte più alta di quella degli asteroidi del sistema solare.
  6. Traiettoria
    La traiettoria di Oumuamua si è discostata da quella prevista basandosi solo sull’influsso della gravità del sole, pertanto è inevitabile che vi sia stata la compartecipazione di una forza non-gravitazionale. La deviazione è piccola (un decimo di percento) ma statisticamente è altamente significativa. Le comete mostrano un tale comportamento quando i ghiacci sulla loro superficie si riscaldano a causa della radiazione solare ed evaporano, generando spinta attraverso l’effetto razzo. La spinta extra per Oumuamua potrebbe essere originata dall’evaporazione cometaria se almeno un decimo della sua massa fosse evaporato. Ma una tale evaporazione massiccia avrebbe naturalmente portato all’apparizione di una coda cometaria. Le osservazioni del telescopio Spitzer pongono anche limiti stretti a eventuali molecole a base di carbonio o polvere attorno a Oumuamua e escludono la possibilità che si tratti di una normale evaporazione cometaria. Inoltre, l’evaporazione cometaria avrebbe cambiato il periodo di rotazione di Oumuamua, e nessun cambiamento del genere è stato osservato.

Considerati questi elementi, lo scienziato ritiene corretto quanto meno prendere in considerazione l’ipotesi di un manufatto artificiale, orizzonte che la comunità scientifica ha respinto e ridicolizzato seduta stante.
Ciò che più di tutto non convince Loeb è proprio quella piccola ma significativa accelerazione che Oumuamua ha mostrato allontanandosi dal sole. Questa occorrenza, a suo avviso, sarebbe perfettamente compatibile con l’ipotesi di un velivolo di forma schiacciata alimentato da una vela solare, ovvero una forma di propulsione che sfrutta la pressione della radiazione solare per spingere un veicolo spaziale (tecnologia in uso per lanciare sonde nello spazio sin dal 2010).
Quello che abbiamo definito asteroide, insomma, potrebbe esser ben altro, magari ciò che resta di una tecnologia aliena superiore che non riusciamo a comprendere. “Cosa succederebbe se un uomo delle caverne vedesse un cellulare?”, ha ripetuto Loeb in alcune interviste. “Avendo visto rocce per tutta la vita, avrebbe pensato che fosse solo una roccia lucente”.

L’ipotesi dell’origine aliena di Oumuamua

La cometa oscura interstellare

Dal 2017 la ricerca scientifica di una spiegazione plausibile per Oumuamua non si è fermata. Il 20 agosto del 2019, inoltre, vi è stato l’avvisamento di un altro oggetto interstellare a opera di un astrofilo, la cosiddetta Cometa Borisov, la quale ci ha consentito di comprendere qualcosa in più sul comportamento del suo predecessore e della sua orbita eccentrica (benché questa cometa presentasse un comportamento più prevedibile rispetto alle stranezze mostrate dal protagonista dell’articolo).
Un’ipotesi proposta  riguarda la possibilità che l’oggetto potesse essere un iceberg di idrogeno, ma questa opzione non ha avuto molto seguito.
La teoria più consolidata al momento, ritiene che Oumuamua sia un planetesimo, ovvero un frammento primordiale di un pianeta ricco di ghiaccio proiettato all’esterno a gran velocità dal suo sistema a causa di un impatto con un altro corpo celeste -immaginate due biglie che si scontrano lanciandosi una contro l’altra a migliaia di chilometri orari- oppure per espulsione da un sistema stellare binario ( sistema stellare composto da due stelle che orbitano attorno al loro comune centro di massa), dove la forza di gravità di uno dei due astri ha distorto la forma dell’altra, accelerando il suo movimento. Il viaggio interstellare, durato milioni di anni, avrebbe donato all’oggetto quella forma tanto peculiare.
La spiegazione per la sua accelerazione in mancanza di coda gassosa risiede nel possibile degassamento dell’idrogeno molecolare creato dall’interazione dei raggi cosmici sul ghiaccio che, probabilmente, si trova sotto la superficie del corpo celeste.
Dalle stime fatte risulta che il processo di outgassing è attivo per temperature comprese fra 15 e 140 kelvin, e questo significa che l’espulsione deve essere avvenuta da 20 a 100 cm al di sotto della superficie, preferibilmente dalla faccia rivolta verso il Sole. Questo modello -proposto dagli studiosi Bergner e Seligmannon- si riconcilia bene con le osservazioni, secondo cui:

  1. le proprietà della superficie di Oumuamua sono simili a quelle di alcuni corpi minori del Sistema solare;
  2. non sono stati rilevati gas spettroscopicamente attivi;
  3. il corpo ha mostrato un’accelerazione di tipo non-gravitazionale.

D’altro canto siamo già al corrente dell’esistenza di corpi celesti, attivi nel Sistema Solare, che non presentano la caratteristica chioma ma che subiscono un accelerazione non-gravitazionale: si tratta delle cosiddette comete oscure, come l’asteroide 1998 KY26.

Sviluppi futuri

Ad oggi abbiamo solo una certezza: ci è interdetta qualsiasi possibilità di analisi diretta di Oumuamua, in quanto è uscito velocemente dalla finestra di osservabilità poco dopo esserci entrata.
Questo misterioso corpo celeste si sta ora allontanando dal sistema solare e si stima che la sua velocità sia in continuo aumento (circa 50 chilometri al secondo al momento, 112.000 km/h).
Attualmente si trova a circa 12,5 miliardi di chilometri dal Sole e vaga in direzione della costellazione del Leone: secondo le stime dovrebbe uscire dal sistema solare entro pochi anni. La sua destinazione finale è sconosciuta, ma è probabile che si diriga verso un’altra stella.
L’ingegnere Adam Hibberd, della società britannica Initiative for Interstellar Studies (i4is) e i suoi colleghi ritengono sia possibile “rincorrere” e raggiungere Oumuamua in 26 anni, con l’obiettivo finale di ottenere un’immagine ravvicinata dell’asteroide e chiarirne, una volta per tutti, i segreti. Nel 2022 la i4is ha presentato alla NASA il Project Lyra, in cui prevede il lancio di una sonda nel febbraio 2028, la quale trascorrerebbe quattro anni nel sistema solare interno per ricevere una spinta grazie alle fionde gravitazionali della Terra, di Venere e Giove, per inseguire e infine cogliere alle spalle Oumuamua nel 2050-2054. Un sorta di acchiapparella spaziale, insomma.
E l’ipotesi extraterrestre?
Avi Loeb continua a perorare la sua causa e al momento è impegnato nel recupero e nello studio di frammenti di un meteorite precipitato sul nostro pianeta nel 2014, e inabissatosi nell’Oceano Pacifico. Sostiene che questi reperti contengano del materiale anomalo rispetto a qualsiasi altra lega creata dall’essere umano: se si dovessero rivelare di origine non-naturale, dunque, potrebbero corroborare l’ipotesi che una civiltà aliena avanzata stia sorvolando il pianeta.
Il passaggio di Oumuamua ha inoltre riacceso il dibattito circa la panspermia, ovvero la possibilità che gli organismi necessari alla vita siano giunti sulla terra dallo spazio profondo, traghettati magari proprio da un corpo celeste come un’asteroide.

Conclusioni

La mia opinione, in questo contesto, lascia il tempo che trova ma di sicuro mi porto a casa una paio di note di fondo da questa storia:

  • ci sono molte cose che non conosciamo sul Cosmo, anzi, la maggior parte di esso ci è ancora ignota (lo so, questa è una banalità, ma non ho grandi verità scientifiche da svelare);
  • il punto di Avi Loeb non verte sull’indiscutibile origine aliena di Oumuamua, lui stesso sa che non ha alcuna certezza da vendere. Il punto focale del suo lavoro si incentra sulla necessità di non autocensurare le proprie indagini per paura di essere ostracizzati, ponendo così dei vincoli escatologici -se mi passate la forzatura- alla propria rotta di analisi. Per citare Sherlock Holmes «Dopo aver eliminato l’impossibile, ciò che resta, per improbabile che sia, deve essere la verità.».

Quale che sia l’origine di Omuamua, quello ci rimane da raccontare è la storia affascinante di un viaggio che dura dall’inizio del Tempo e ha destinazione ignota.

Alessandra

Risorse e riferimenti:

  • Extraterrestrial: The First Sign of Intelligent Life Beyond Earth; Avi Loeb (2021), disponibile anche in italiano su Amazon
  • https://www.nature.com/articles/d41586-023-00797-5
  • https://www.nature.com/articles/s41586-022-05687-w
  • https://www.youtube.com/watch?v=gnQX0upywY8
  • https://www.lescienze.it/news/2018/12/01/news/sei_fatti_strani_oggetto_insterstellare_oumuamua-4202958/
  • https://www.media.inaf.it/2023/03/22/segreto-accelerazione-oumuamua/
  • https://www.wired.it/scienza/spazio/2021/01/08/oumuamua-tecnologia-aliena/
  • https://www.huffingtonpost.it/entry/il-prof-di-harvard-gli-alieni-ci-hanno-fatto-visita-nel-2017-oumuamua-non-era-asteroide_it_5ff42850c5b61817a539520e/
  • https://www.ansa.it/canale_scienza_tecnica/notizie/spazio_astronomia/2023/03/28/lintruso-del-sistema-solare-e-una-cometa-oscura_5a66b4f7-d686-4d01-b45c-38d19a5d7192.html
  • https://www.wired.it/article/oumuamua-asteroide-spazio-missione/
  • https://www.focus.it/scienza/spazio/oumuamua-spiegazione-semplice
  • https://www.passioneastronomia.it/project-lyra-inseguimento-oumuamua/
  • https://i4is.org/what-we-do/technical/project-lyra/
  • https://i4is.org/oumuamua-some-more-strangeness/
  • https://i4is.org/project-lyra-a-solar-oberth-at-10-solar-radii/
  • https://en.wikipedia.org/wiki/%CA%BBOumuamua
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