1I/`Oumuamua

1I/'Oumuamua, inizialmente designato come 2017 U1, è un oggetto di straordinaria importanza nella storia dell'astronomia: è stato il primo oggetto interstellare a essere osservato e confermato all'interno del nostro Sistema Solare. La sua esistenza era stata teorizzata per anni, ma mai provata osservativamente fino al 18 ottobre 2017, quando fu individuato da Rob Weryk grazie al telescopio Pan-STARRS1 (Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System) alle Hawaii. Sebbene la scoperta ufficiale risalga a quella data, immagini dell'oggetto erano già presenti nei dati del telescopio tra il 14 e il 17 ottobre dello stesso mese.

Il nome 1I indica l'avvio della catalogazione di oggetti interstellari, mentre 'Oumuamua deriva dalla lingua hawaiana e significa "messaggero che viene da lontano", un tributo al luogo di scoperta e alla natura dell'oggetto.

Oggetto interstellare 1I/'Oumuamua ripreso dal William Herschel Telescope. alle isole Canarie. Crediti Alan Fitzsimmons/NASA, Public Domain

La natura interstellare e la sua traiettoria

La natura interstellare di 'Oumuamua è stata dedotta dalla sua orbita iperbolica, insolita per gli oggetti del nostro Sistema Solare, percorsa a una velocità di circa 50 chilometri al secondo. Questa traiettoria l'ha portato a una distanza minima dal Sole (perielio) il 9 settembre 2017, a soli 38 milioni di chilometri (circa 0,25 unità astronomiche), e alla massima vicinanza alla Terra il 14 ottobre 2017, a circa 24 milioni di chilometri. La sua provenienza apparente puntava verso la costellazione della Lira, mentre dopo il passaggio vicino al Sole, l'allontanamento lo ha diretto verso la costellazione di Pegaso, con una traiettoria alterata proprio dall'interazione gravitazionale con la nostra stella.

Il dibattito sulla sua natura: cometa o asteroide?

La classificazione di 'Oumuamua è stata fin da subito oggetto di intenso dibattito. La sua traiettoria lo ha chiaramente identificato - anche se non subito - come interstellare, ma la sua composizione e il suo comportamento hanno generato molteplici ipotesi:

• Natura cometaria senza attività: Il 21 novembre 2018, la sua natura è stata avanzata come cometaria, nonostante l'assenza di evidente attività cometaria (coma o coda) che normalmente caratterizza questi corpi celesti quando si avvicinano al Sole. Questa mancanza di degassamento visibile ai telescopi è stata una delle maggiori enigmi.

• L'accelerazione anomala: Durante il suo allontanamento dal Sole, 'Oumuamua ha mostrato un'accelerazione inattesa di 0.00005 m/s², che non poteva essere spiegata unicamente dalla gravità solare. Questa anomalia ha alimentato speculazioni, persino portando il Prof. Avi Loeb della Harvard University a ipotizzare una natura di artefatto alieno, sebbene questa rimanga una minoranza accademica in cerca di notorietà.

• Ipotesi del ghiaccio di idrogeno molecolare: Per spiegare l'accelerazione senza degassamento visibile, è stata ipotizzata la presenza di ghiaccio di idrogeno molecolare (H2). Questa sostanza, che si forma appena al di sopra dello zero assoluto, non riflette luce e non produce radiazioni visibili durante la sublimazione, spiegando la mancata osservazione di coma o coda. Se confermata, questa ipotesi avrebbe implicazioni profonde, suggerendo l'esistenza di numerosi oggetti simili e una possibile origine nel nucleo denso di nubi molecolari giganti, potendo persino caratterizzare una parte della materia oscura. Tuttavia, studi successivi (come quello di Thiem Hoang et al., 2020) hanno messo in dubbio la fattibilità della formazione di ghiacci H2 solidi in ambienti densi come la nube molecolare gigante W51, a causa del riscaldamento da collisione che farebbe sublimare l'idrogeno.

• La "Dust Bunny" (Coniglio di Polvere) e la forma frattale: Scartata l'ipotesi dell'H2, nel settembre 2020 è emersa la teoria che l'accelerazione potesse essere causata dalla pressione della radiazione solare, ma solo se l'oggetto avesse una densità estremamente bassa. Ciò ha portato a ipotizzare una formazione frattale di 'Oumuamua nella coma di una cometa extra-solare proveniente da una Nube di Oort. Secondo lo studio di Jane X. Luu et al. (2020), questi "frattali cometari" prenderebbero vita da un pezzo di roccia che si stacca dal nucleo di una cometa, accumulando via via altre particelle di polvere in un aggregato poroso, che verrebbe poi espulso dal flusso di gas cometario a causa della bassa gravità. Questa ipotesi spiegherebbe anche la forma esotica e la rotazione peculiare di 'Oumuamua.

• Composizione a base di azoto solido: Una delle ipotesi più credibili, per corrispondenza di accelerazione e albedo, suggerisce una composizione di azoto solido, simile a quello trovato sulla superficie ghiacciata di Plutone (Alan P. Jackson et al., 2021). Lo scioglimento degli strati esterni di azoto solido spiegherebbe la forma allungata di 'Oumuamua. Se fosse azoto solido, la sua espulsione dal sistema planetario d'origine potrebbe essere avvenuta mezzo miliardo di anni fa.

• Frammento di cometa interstellare disintegrata: Il NASA JPL ha proposto una teoria unificante, suggerendo che 'Oumuamua sia il resto di una cometa interstellare frantumatasi prima del suo perielio. Analogamente a comete come la C/2017 S3 e la C/2010 X1 (Elenin), soggette a disintegrazione esplosiva, 'Oumuamua potrebbe essere un frammento residuo. Questa ipotesi si accorda con la forma allungata, le proprietà rotazionali peculiari e l'elevata porosità, tutte caratteristiche di un corpo risultante da un processo di disgregazione. Se avesse contenuto elementi volatili comuni nelle comete (acqua, CO2, metano), avrebbe mostrato degassamento, cosa che non è avvenuta.

Osservazioni e caratteristiche fisiche

'Oumuamua è diventato l'oggetto più studiato della sua categoria, sebbene la sua rapida traiettoria e la sua velocità lo abbiano reso osservabile solo per un breve periodo.

• Forma e colore: La sua forma si è rivelata estremamente allungata, con un rapporto tra lunghezza e larghezza stimato in circa dieci a uno, facendolo apparire come un "sigaro" o "saponetta" cosmica. Questa caratteristica è stata dedotta dalle significative variazioni nella sua curva di luce durante la rotazione. Il suo colore è apparso molto arrossato, tipico degli oggetti del Sistema Solare esterno, ma non ha mostrato alcuna caratteristica spettrale riconducibile a gas o polvere, suggerendo una natura rocciosa o altamente processata, simile agli asteroidi di classe D, sebbene non esistano nel nostro Sistema Solare oggetti comparabili per forma e comportamento.

• Dimensioni: Basandosi sulla composizione e sulla riflettività della radiazione, la sua dimensione nel lato maggiore è stata stimata in almeno 240 metri, con un limite massimo di un chilometro.

• Osservazioni da Spitzer: I telescopi terrestri hanno avuto limitazioni dovute alla posizione della Terra. Tuttavia, la camera IRAC a bordo dello Spitzer Space Telescope, situata a 155 milioni di miglia dalla Terra, ha offerto una prospettiva diversa. Nonostante trenta ore di puntamento, 'Oumuamua non è stato rilevato nell'infrarosso (David E. Trilling et al., 2018). Questo limite di emissione ha ulteriormente confermato l'assenza di gas e polvere, rafforzando l'ipotesi della sua non appartenenza alla categoria delle comete attive.

Origine e formazione della forma

Le domande sulla formazione e provenienza di 'Oumuamua rimangono aperte, ma gli studi continuano:

• Frammentazione mareale: Simulazioni al computer suggeriscono che 'Oumuamua possa essersi formato sotto l'influenza di forze mareali intense durante un passaggio ravvicinato a un corpo celeste maggiore (pianeta o stella) nel suo sistema di origine. Questo processo di distruzione mareale potrebbe aver espulso detriti di forma allungata (anche con un rapporto lunghezza/larghezza superiore a dieci) nello spazio interstellare. L'alta temperatura durante questo processo potrebbe aver favorito la fusione a brevi distanze dalla stella e la volatilizzazione degli elementi più leggeri, spiegando l'aspetto "arido" dell'oggetto.

• Modellazione nel Sistema Solare: C'è anche chi sostiene che la forma particolare possa essere stata forgiata essenzialmente dal nostro Sistema Solare. Simile a una saponetta che si assottiglia con l'uso, 'Oumuamua potrebbe aver subito un'erosione progressiva da parte di particelle energetiche e, in particolare, della radiazione solare durante il suo passaggio ravvicinato, dopo milioni di anni trascorsi indisturbato nello spazio interstellare.

'Oumuamua rimane un enigma affascinante. La sua scoperta ha aperto una nuova finestra sull'universo, dimostrando l'esistenza di oggetti che viaggiano tra le stelle e fornendo indizi sulla composizione e l'evoluzione di sistemi planetari al di fuori del nostro. Per saperne di più, la chiave sarà trovare, riconoscere e studiare altri oggetti interstellari che, secondo le stime, dovrebbero essere presenti a migliaia nel nostro Sistema Solare.