Hemellichaam geeft geheim niet prijs

Astronomie Een ruimteschip is het waarschijnlijk niet, maar astronomen zijn er nog niet uit wat hemellichaam ‘Oumuamua’ dan wél is.

Het hemellichaam ‘Oumuamua’, hier op een tekening, is zo’n honderd meter lang en passeerde de aarde twee jaar geleden op enkele tientallen miljoenen kilometers.
Het hemellichaam ‘Oumuamua’, hier op een tekening, is zo’n honderd meter lang en passeerde de aarde twee jaar geleden op enkele tientallen miljoenen kilometers. Foto ANP

Bijna twee jaar geleden scheerde een onbekend klein hemellichaam op een afstand van enkele tientallen miljoenen kilometers langs zon en aarde. Nog steeds is er veel onduidelijk over de aard van het object, dat de bijzondere naam ‘Oumuamua’ – Hawaïaans voor ‘verkenner’ – kreeg. Was het een ijzige komeet, een rotsachtige planetoïde, een buitenaards ruimteschip misschien? In een nieuwe publicatie in Nature Astronomy vat een team van veertien wetenschappers de beschikbare informatie nu samen.

Op 19 oktober 2017 registreerde een autonoom functionerende telescoop op het Hawaïaanse eiland Maui een nietig object dat zich verplaatste ten opzichte van de vaste sterren. Tot veel ophef leidde de ontdekking aanvankelijk niet. De telescoop, Pan-STARRS geheten, had al vaker onbekende hemelobjecten opgespoord: daar is hij voor ontworpen.

Maar al snel bleek dat er met dit object – ‘Oumuamua’ dus – iets bijzonders aan de hand was. Het volgde een baan die erop wees dat het van ver buiten ons zonnestelsel afkomstig was en ons zonnestelsel ook weer zou verlaten. Het object is wat dit betreft voorlopig enig in zijn soort. Daarbij bewoog ‘Oumuamua dermate snel dat astronomen maar weinig tijd was gegund om hem goed te bekijken. Binnen enkele weken was de helderheid van het toch al niet erg heldere hemellichaam met een factor honderd afgenomen. Opvallend was ook dat zijn helderheid flink varieerde: met ongeveer een factor tien.

Voor een klein hemellichaam als ‘Oumuamua’ – lengte ruwweg honderd meter – is dat laatste niet uitzonderlijk. Ook sommige van de kleine planetoïden in ons zonnestelsel vertonen duidelijke helderheidsvariaties. Die zijn simpelweg het gevolg van hun ongelijkmatige vorm en tuimelende beweging. De wisselende helderheid van ‘Oumuamua gaf aan dat hij waarschijnlijk min of meer sigaarvormig is.

Binnen enkele weken was de helderheid van ‘Oumuamua’ met een factor honderd afgenomen.

Eigenaardig

Anders dan veel kometen en sommige planetoïden was ‘Oumuamua’, voor zover meetbaar, niet gehuld in een wolk van fijn stof en/of gas. Het leek dus om een inactief klein hemellichaam te gaan dat, afgezien van zijn bijzondere koers en snelheid, geen uitzonderlijk gedrag vertoonde.

Waarnemingen die tussen medio oktober 2017 en januari 2018 met de Hubble-ruimtetelescoop zijn gedaan brachten verandering in dat idee. Deze lieten namelijk zien dat ‘Oumuamua’ een beetje aan het versnellen was – nogal eigenaardig voor een ogenschijnlijk inert object. Was het dan toch een komeet?

Kometen bestaan voor een flink deel uit bevroren gassen, en bij opwarming gaan die sublimeren, oftewel in dampvorm over. Dat resulteert in een uitstoot van gas zoals je die ook bij een raket ziet. Op die manier wint de komeet aan snelheid.

Echt bevredigend was deze verklaring niet. De ‘ontgassing’ van een komeet heeft doorgaans ook gevolgen voor diens draaibeweging. Bovendien verliest een verdampende komeet behalve gas gewoonlijk ook vast materiaal in de vorm van stofdeeltjes. Bij ‘Oumuamua’ leek geen van beide het geval te zijn.

Zonnezeil

Voor sommige wetenschappers was dit aanleiding om het over een heel andere boeg te gooien. Zo kwam de Amerikaanse theoretisch fysicus Avi Loeb van de prestigieuze Harvard-universiteit in oktober vorig jaar met de suggestie dat ‘Oumuamua’ wel eens een buitenaards ruimteschip zou kunnen zijn dat door een ‘zonnezeil’ wordt aangedreven.

Een zonnezeil is een dunne, grote ‘lap’ van spiegelend materiaal die wordt voortgestuwd door de stralingsdruk van de zon. Zolang er maar licht op valt, is een zonnezeil in staat om een (kleine) ruimtesonde meer snelheid te geven.

De suggestie kwam Loeb, die wel vaker onorthodoxe meningen ventileert, op de nodige kritiek te staan. Ook in de maandag in Nature Astronomy verschenen inventarisatie van alles wat bekend is over ‘Oumuamua’ krijgt hij de wind van voren. Volgens de auteurs zou het zonnezeil, om de waargenomen versnelling te kunnen veroorzaken, voortdurend op de zon gericht moeten zijn en zouden we vanaf de aarde bijna precies tegen zijkant ervan hebben aangekeken. Dit is echter in strijd met de sterke helderheidsvariaties die ‘Oumuamua’ vertoont. Ook Loebs bewering dat het object minstens tien keer meer zonlicht weerkaatst dan de planetoïden in ons zonnestelsel wordt door hen afgewezen. Ons zonnestelsel kent genoeg voorbeelden van planetoïden die helderder zijn dan ‘Oumuamua’.

Brokstukken

Om de waargenomen versnelling te verklaren, zou het object slechts ongeveer één kilogram aan gas en stof per seconde hoeven uit te stoten. Dat die uitstoot niet is waargenomen, wil nog niet zeggen dat hij niet heeft plaatsgevonden. Ook bij sommige ‘normale’ kometen valt de stofuitstoot niet op, bijvoorbeeld omdat de stofdeeltjes relatief groot zijn en gering in aantal.

Dat kan niet verhullen dat er nog veel onduidelijkheden zijn omtrent de kleine bezoeker uit de interstellaire ruimte. Eén daarvan betreft zijn langgerekte vorm. Geen van de tot nu toe aangedragen modellen kan deze op overtuigende wijze verklaren. Bovendien is in ons eigen zonnestelsel nog geen enkel voorbeeld van zo’n ‘vliegende sigaar’ aangetroffen.

Ook blijft onduidelijk waar ‘Oumuamua’ vandaan is gekomen. Zeker is wel dat de Melkweg wemelt van de planetenstelsels, waaruit onvermijdelijk kleine brokstukken van planetair ‘bouwmateriaal’ zullen ontsnappen. Maar hoewel er diverse pogingen zijn gedaan om de ster of sterrenhoop aan te wijzen waaraan ‘Oumuamua’ ontsnapt kan zijn, heeft dat nog geen echt aannemelijke kandidaat opgeleverd.

Geparkeerd

Kortom: déze kleine interstellaire bezoeker zal in sommige opzichten wel altijd een mysterie blijven. Het ligt echter voor de hand dat er nog veel meer van deze objecten zijn, en vanaf 2022 kunnen die gemakkelijker worden opgespoord. Dan zal namelijk de nieuwe Large Synoptic Survey Telescope in bedrijf zijn, die – op basis van de verwachte aantallen ‘oumuamua’s’ – ruwweg één interstellaire bezoeker per jaar kan ontdekken.

Ook staat er in 2028 een Europese ruimtemissie op het programma die – in afwachting van een geschikt onderzoeksobject – op anderhalf miljoen kilometer van de aarde wordt ‘geparkeerd’. Deze missie, Comet Interceptor genoemd, bestaat uit drie ruimtesondes die een normale komeet of een interstellaire bezoeker van het soort ‘Oumuamua van alle kanten moet gaan observeren. Mogelijk zullen we dus over een jaar of tien in elk geval weten hoe normaal of bijzonder ‘Oumuamua was.