Le sei stranezze di Oumuamua che non permettono di escluderne un’origine aliena

Di Abraham Loeb per Scientific American

‘Oumuamua, il primo oggetto interstellare individuato nel nostro sistema solare, è stato scoperto dal sistema di esplorazione astronomica delle Hawaii Pan-STARRS. L’esperienza è stata simile a quello che succede quando a cena si presenta un ospite straniero proveniente da un altro paese: osservando e parlando con questo ospite, è possibile capire qualcosa della cultura del suo paese di provenienza senza bisogno di recarvisi,  una cosa buona in questo caso, dato che ci vorrebbero centomila anni per visitare anche la stella più vicina usando i razzi chimici convenzionali.

Sorprendentemente, il nostro primo ospite interstellare è apparso strano e diverso da tutto ciò che abbiamo precedentemente osservato nel nostro sistema solare. Quando ce ne siamo accorti, l’ospite era già fuori dalla porta e la sua immagine svaniva nella strada buia, quindi non abbiamo avuto la possibilità di dare una seconda occhiata alle sue misteriose caratteristiche. Di seguito è riportato un elenco di sei peculiarità esposte da ‘Oumuamua e alcune considerazioni:

1. Innanzitutto, supponendo che gli altri sistemi planetari assomiglino al sistema solare, Pan-STARRS non avrebbe dovuto scoprire questa o qualsiasi altra roccia interstellare. In un articolo pubblicato dieci anni fa, prevedevamo un’abbondanza di asteroidi interstellari più piccoli di molti (da due a otto) ordini di grandezza del necessario per spiegare la scoperta di ‘Oumuamua, assumendo che fosse un membro di una popolazione casuale di oggetti. In altre parole, “‘Oumuamua implica che la popolazione di oggetti interstellari sia molto più grande del previsto. Ogni stella nella Via Lattea deve espellere 10¹⁵  oggetti durante la sua vita per rappresentare una popolazione sufficiente ampia da giustificare l’esistenza di ‘Oumuamua. Pertanto, i vivai di oggetti simili a Oumuamua devono essere diversi da quelli che conosciamo in base al nostro sistema solare”.
2. ‘Oumuamua ha origine da un quadro di riferimento molto speciale, il cosiddetto standard di riposo locale (LSR), che viene definito facendo la media dei movimenti casuali di tutte le stelle nelle vicinanze del sole. Solo una stella su 500 si muove lentamente come ‘Oumuamua in quest’ambito. L’LSR è la cornice ideale per il camuffamento, ovvero per nascondere le origini di un oggetto ed evitare la sua associazione con una particolare stella. Il movimento relativo tra ‘Oumuamua e il sole riflette il moto del sole relativo all’LSR. In pratica, ‘Oumuamua è come una boa che galleggia sulla superficie di un oceano che il sistema solare attraversa come una nave veloce. Potrebbero esserci una serie di boe che fungono da rete di stazioni di ripetizione o postazioni stradali, definendo la struttura galattica di riferimento media nello spazio interstellare?
3. Si ritiene che la maggior parte degli asteroidi interstellari vengano strappati via dalla loro stella madre solo se si trovano alla periferia del loro sistema planetario di nascita (come la nube di Oort del nostro sistema solare, che si estende fino a 100.000 volte la distanza Sole-Terra), dove il legame gravitazionale con stella è più lasco. In queste periferie, tali oggetti possono essere espulsi dal sistema stellare di nascita con una piccola spinta che provochi una velocità inferiore a un chilometro al secondo, nel qual caso manterranno la velocità della loro stella ospite rispetto all’LSR. Se ‘Oumuamua provenisse da una stella tipica, dovrebbe essere stato espulso con un calcio di velocità insolitamente grande. Per rendere le cose più insolite, il suo calcio avrebbe dovuto essere uguale e opposto alla velocità della sua stella madre rispetto al LSR, che è di circa 20 chilometri al secondo per una stella tipica come il sole. L’origine dinamica di ‘Oumuamua è estremamente rara, indipendentemente da come la si guardi. Ciò è sorprendente, dal momento che il primo ospite straniero a una cena dovrebbe, statisticamente, rientrare nel gruppo dei rappresentati tipici della sua cultura (soprattutto in considerazione della popolazione più numerosa del solito dedotta nel primo punto sopra).
4. Non abbiamo una foto reale di ‘Oumuamua, ma la sua luminosità dovuta alla luce del sole riflessa variava di un fattore di 10 mentre ruotava periodicamente ogni otto ore. Ciò implica che ‘Oumuamua abbia una forma estremamente allungata con una lunghezza almeno da cinque a 10 volte maggiore della sua larghezza proiettata. Inoltre, un’analisi del suo movimento rotatorio ha concluso che sarebbe al massimo stato di eccitazione atteso dal suo viaggio tumultuoso, se avesse una geometria simile a una frittella. La forma inferita di ‘Oumuamua è più estrema di quella di tutti gli asteroidi precedentemente visti nel sistema solare, che hanno un rapporto lunghezza-larghezza al massimo di tre.
5. Il telescopio spaziale Spitzer non ha rilevato alcun calore sotto forma di radiazione infrarossa da ‘Oumuamua. Data la temperatura della superficie dettata dalla traiettoria di Oumuamua vicino al sole, questo imposta un limite superiore alla sua dimensione di centinaia di metri. Basandoci su questo limite di dimensioni, ‘Oumuamua deve essere insolitamente brillante, con una riflettanza che è almeno 10 volte superiore a quella mostrata dagli asteroidi del sistema solare.
6. La traiettoria di ‘Oumuamua deviava da quella attesa basandosi unicamente sulla gravità del sole. La deviazione è piccola (un decimo di punto percentuale) ma statisticamente molto significativa. Le comete mostrano un comportamento simile quando i ghiacci sulla loro superficie si riscaldano per l’illuminazione solare ed evaporano, generando una spinta che genera un effetto razzo. La spinta in più per Oumuamua potrebbe aver avuto origine da un degenerazione cometaria se almeno un decimo della sua massa fosse evaporata. Ma una tale massiccia evaporazione avrebbe, naturalmente, portato alla comparsa di una coda cometaria, cosa che nessuno ha individuato. Le osservazioni del telescopio Spitzer pongono limiti stretti sulla presenza di qualsiasi molecola o polvere di carbonio intorno a Oumuamua e escludono la possibilità che sia in gioco il normale degassamento della cometa (a meno che non sia composto da acqua pura). Inoltre, una degenerazione di tipo cometario avrebbe cambiato il periodo di rotazione di ‘Oumuamua, e non è stato osservato alcun cambiamento di questo tipo. Complessivamente, “Oumuamua non sembra essere una tipica cometa né un tipico asteroide, anche se dovrebbe rappresentare una popolazione molto più abbondante del previsto.

La spinta extra mostrata dall’orbita di Oumuamua non può aver avuto origine da una rottura in pezzi, perché un tale evento avrebbe fornito una spinta singola e impulsiva, a differenza della spinta continua osservata. Se è escluso il degassamento cometario e la forza in eccesso dedotta è reale, rimane solo una possibilità: un’ulteriore spinta dovuta alla pressione di radiazione proveniente dal sole. Affinché questa spinta sia efficace, ‘Oumuamua deve avere meno di un millimetro di spessore ma con una dimensione di almeno 20 metri (per un riflettore perfetto), simile a una vela solare di origine artificiale. In questo caso ‘Oumuamua assomiglierebbe alla vela solare testata dalla missione giapponese IKAROS o alla vela a luce contemplata per l’iniziativa Starshot. Un’origine artificiale offrirebbe la sorprendente possibilità di scoprire “un messaggio in bottiglia” dopo anni di ricerche fallite di segnali radio provenienti da civiltà aliene. Peraltro, una simile vela solare sopravviverebbe alle collisioni con gli atomi interstellari e la polvere mentre viaggia attraverso la galassia.

Nel contemplare la possibilità di un’origine artificiale, dovremmo tenere a mente ciò che sosteneva Sherlock Holmes: “quando hai escluso tutte le possibilità, qualsiasi cosa rimanga, per quanto improbabile, deve essere la verità“. Il telescopio orbitale Kepler ha rivelato che circa un quarto di tutte le stelle nella Via Lattea hanno un pianeta delel dimensioni della Terra nella zona abitabile, potenzialmente in grado di avere acqua liquida sulla sua superficie e di poter supportare la chimica della vita come la conosciamo. È quindi concepibile che lo spazio interstellare sia pieno di detriti prodotti artificialmente, sotto forma di dispositivi che servono a uno scopo in una missione di ricognizione o sotto forma di attrezzature dismesse. Tuttavia, per convalidare un’origine artificiale esotica per ‘Oumuamua, abbiamo bisogno di più dati. Come disse Carl Sagan, “affermazioni straordinarie richiedono prove straordinarie“.

In effetti, la possibilità di una missione mirata ci darebbe un po’ più di potere esplicativo. È improbabile che vengano lanciate 10¹⁵ vele solari per stella per formare una popolazione casuale di oggetti simili a Oumuamua. Ciò richiederebbe un tasso di lancio irragionevole pari ad un lancio ogni cinque minuti da un sistema planetario, anche se tutte le civiltà durassero per tutta la durata della Via Lattea. Invece, i numeri richiesti potrebbero essere ridotti drasticamente se “gli oggetti simili a Oumuamua non campionano tutte le possibili orbite casualmente, ma piuttosto seguono orbite speciali che si tuffano nelle regioni più interne e abitabili dei sistemi planetari come il nostro sistema solare.”

‘Oumuamua si muove troppo velocemente perché i nostri razzi chimici lo raggiungano ora senza un l’aiuto della fionda gravitazionale dei pianeti. Ma dal momento che ci vorranno ancora migliaia di anni ad ‘Oumuamua per lasciare del tutto il sistema solare, osservarlo da vicino attraverso un flyby rimane una possibilità se dovessimo sviluppare nuove tecnologie per viaggiare nello spazio più velocemente entro un decennio o due. È interessante notare che alcuni oggetti interstellari che passano vicino a Giove possono perdere energia ed essere catturati dal sistema solare. Questi sono ospiti a cena che hanno urtato contro un muro mentre uscivano e hanno deciso di farmarsi dopo cena. Il sistema Sole-Giove funge da rete da pesca. Se fpssimo in grado di identificare gli oggetti interstellari intrappolati da questa rete, magari osservando le loro insolite orbite con inclinazioni insolitamente elevate rispetto al piano del sistema solare, potremmo progettare missioni per visitarle e saperne di più sulla loro natura.

In alternativa, possiamo aspettare che compaia il prossimo ospite interstellare. Entro pochi anni, il Large Synoptic Survey Telescope (LSST) diventerà operativo e sarà molto più sensibile alla rilevazione di oggetti simili a ‘Oumuamua. Dovrebbe quindi scoprire molti di questi oggetti entro il suo primo anno di attività. Se non ne trova, sapremo che ‘Oumuamua è davvero speciale e che dobbiamo trovare il modo di intercettare questo ospite lungo la sua strada per scoprirne l’origine.

Studiare oggetti interstellari assomiglia alla mia attività preferita quando cammino lungo la spiaggia con le mie figlie. Ci piace raccogliere conchiglie che sono state portate a riva e capire le loro diverse origini. Di tanto in tanto, troviamo una bottiglia di plastica che indica un’origine artificiale. Allo stesso modo, gli astronomi dovrebbero esaminare qualsiasi oggetto che entra nel sistema solare e studiarne le proprietà. Non c’è dubbio che le sei caratteristiche peculiari di ‘Oumuamua hanno il potenziale per inaugurare una nuova, rivoluzionaria, era della scienza spaziale.