Un nuovo studio cinematico, basato sull’ultimo catalogo Gaia, restringe la rosa dei possibili luoghi d’origine dell’asteroide-cometa-(astronave) interstallare, identificando 4 stelle nane potenziali progenitrici… ma non è detto!

 L’argomento ‘Oumuamua sembra tornato di gran moda negli ultimi giorni: dopo il recente clamoroso studio sull’accelerazione non-gravitazionale (che sarebbe incompatibile con la rotazione costante della presunta cometa) ora è uscito un altro importante studio sul suo possibile luogo di provenienza, basandosi sul nuovo catalogo Gaia DR2 e considerando le suddette forze non gravitazionali. In realtà, l’argomento è sempre rimasto in primo primo piano da quando l’oggetto è stato riconosciuto come il primo di origine sicuramente interstellare e, del resto, non poteva non essere così data l’importanza e le implicazioni di una simile scoperta!

 L’articolo in questione è scritto da un gruppo internazionale di ricercatori americani ed europei, tra cui spiccano i nomi italiani di Davide Farnocchia (che lavora al JPL) e Marco Micheli (dell’ESA, il cui nome era già apparso nel precedente articolo a proposito dell’accelerazione anomala). Lo studio prende le mosse dalle ultime stime sugli effetti non-gravitazionali (presumibilmente dovuti a espulsione di gas) per stimare la direzione di provenienza di Oumuamua, il cosiddetto “radiante” proiettato sulla volta celeste; dato che ci sono sostanziali incertezze e differenti modelli sull’accelerazione anomala (misurata realmente solo su un tratto di orbita successivo al perielio, a distanze solari comprese tra 1 e 3 unità astronomiche), le coordinate del radiante cadono entro un cerchio ampio circa 0,1° (figura sottostante); ci sarebbe anche una incertezza sul valore della velocità con cui l’oggetto è arrivato dallo spazio interstellare ma risulta trascurabile rispetto alle imprecisioni di velocità delle “stelle madri” candidate. Per la precisione, facendo la media non pesata tra i 5 modelli più affidabili, si ottiene una velocità “all’infinito” pari a 26,44 km/s e un radiante con AR=279,52° e dec=33,87°.1

OumuaRad

Posizione del radiante secondo 6 diversi modelli (il settimo, indicato come “JPL13” non tiene conto dell’accelerazione non gravitazionale ed è riportato solo come riferimento); escludendo il modello “7d” (che è quello meno in accordo con i dati osservativi), il radiante dovrebbe ricadere entro il cerchio fucsia. – Credit: Bailer-Jones et al., “Plausible home stars of ‘Oumuamua” / arXiv:1809.09009v1 – Processing: M. Di Lorenzo

 A questo punto, gli autori hanno selezionato un campione di oltre 7 milioni di stelle del catalogo Gaia DR2 con misure affidabili di parallasse e di velocità. Tra di esse, circa 1500 risultano essere passate a meno di 10 parsec da ‘Oumuamua in epoche più o meno remote, nell’approssimazione di una traiettoria lineare. Questo sottoinsieme di candidati è stato quindi analizzato più in dettaglio, stavolta calcolandone la traiettoria precisa all’interno del potenziale gravitazionale galattico (la stessa cosa, naturalmente, la si è fatta anche per ‘Oumuamua); alla fine ne sono risultate 28 stelle che, in passato, sono state a meno di 2 pc da ‘Oumuamua.2 Come si vede nella figura sottostante, sono incontri avvenuti negli ultimi 9 milioni di anni a distanze comprese tra 0,6 e 2 parsec (2÷6,5 anni luce); quelli più interessanti sono quelli avvenuti con una bassa velocità relativa (in rosso) poichè sono quelli per i quali è più verosimile una espulsione naturale dai relativi (ipotetici) sistemi planetari.

 Oumuacandidates

I 26 incontri più ravvicinati compatibili con la traiettoria 2k2 – Credit: Bailer-Jones et al., “Plausible home stars of ‘Oumuamua” / arXiv:1809.09009v1 – Processing: M. Di Lorenzo

 Considerando tutte le possibili traiettorie di ‘Oumuamua, i migliori candidati in termini di distanza e velocità di espulsione sono quattro: Gaia DR2 2525688198820543360 (HIP 3757), Gaia DR2 3107000885484340224 (HD 292249), Gaia DR2 2502921019565490176 e Gaia DR2 3666992950762141312. Data la difficoltà nel chiamarli con i loro nomi per esteso, gli autori li indicano semplicemente come “home-1,-2,3,4”; essi sono riportati con diversi colori nell’immagine d’apertura, dove appaiono anche altri 5 candidati (in grigio) comunque interessanti, anche se meno probabili come progenitori. Di seguito, la lista di questi 9 sistemi, dove T è il tempo di massimo avvicinamento (in migliaia di anni), D la corrispondente distanza (in parsec) e Ve la velocità di incontro; per ciascuno di questi parametri sono indicati anche gli intervalli di confidenza corrispondenti al 90-percentile. Seguono parallasse, moto proprio, velocità radiale, magnitudine (Gaia e visuale) e indice di colore, con le corrispondenti incertezze (sigma).

Oumualist2

 Per poter ricavare gli “intervalli di confidenza” a partire dalle incertezze sulla conoscenza della loro posizione e velocità attuali, per ogni stella è stato necessario generare qualcosa come 2000 “surrogati” e seguirne il cammino, osservandone lo “sparpagliamento” nel tempo; questo sistema statistico, detto “Metodo di Montecarlo”, lo si vede in opera nella seguente animazione che, andando a ritroso nel tempo, mostra il percorso del Sole (in giallo), dell’oggetto interstellare ISO (blu) e della stella candidata (nuvola di punti rossi).

Gaia Oumuamua trajectory

Credit: C.A.L. Bailer-Jones et al. 2018

  Il candidato più probabile, Home-1HIP 3757, in realtà era già stato individuato in uno studio precedente, pubblicato prima dell’uscita del catalogo DR2 e di esso avevamo parlato 10 mesi fa. Si tratta di una stella di sequenza principale, una nana rossa di tipo M2.5 con elevato moto proprio e oggi distante 81 anni luce. Un milione di anni fa, ‘Oumuamua distava da essa soltanto 2 anni luce e si muoveva a quasi 25 km/s rispetto ad essa. Il secondo candidato è passato più lontano da ‘Oumuamua (5 anni luce) ma con una velocità decisamente più bassa, meno di 11 km/s, decisamente più facile da spiegare con un meccanismo di espulsione a seguito di un fly-by planetario stretto; peraltro si tratta di una stella simile al Sole (tipo spettrale G5) a circa 135 anni luce. Gli altri due casi hanno caratteristiche intermedie.

 Qui però arriva una piccola doccia fredda: gli stessi autori ammettono che l’espulsione da parte di un pianeta gigante con quelle velocità è un evento possibile ma molto improbabile e, peraltro, nessuno dei 4 candidati ha pianeti noti; l’espulsione da un sistema stellare binario è più probabile ma, purtroppo, nessuno dei candidati risulta doppio. Perciò, dato che il campione di 7 milioni di stelle da cui si è partiti è solo una piccola frazione di tutte le stelle che andrebbero considerate, è improbabile che tra i candidati ci sia la reale stella madre di ‘Oumuamua; quest’ultima, del resto, dovrebbe incontrare qualcosa come una ventina di stelle a meno di 1 parsec ogni milione di anni, in base alla densità stellare nei pressi del Sole.

 Insomma, la ricerca è solo all’inizio ma un indizio incoraggiante sui tempi e quindi sulla distanza del sistema di provenienza viene dalla velocità relativamente bassa di ‘Oumuamua rispetto al “Sistema di Riferimento Locale” (LSR) costituito dalle stelle attorno al Sole; dato che, con il passare del tempo, le velocità subiscono uno sparpagliamento a causa di incontri stellari e con nubi molecolari e l’attraversamento dei bracci a spirale, raggiungendo 50 km/s, si deduce che ‘Oumuamua è stato eiettato a una velocità relativamente bassa in tempi recenti. Insomma, la ricerca continua.

Note:

1) Tra l’altro, ho ottenuto coordinate molto vicine a quelle indicate consultando le effemeridi di ‘Oumuamua sullo JPL Small-Body Database Browser; facendo infatti la media tra due posizioni separate di 6 mesi nell’anno 1600 (allo scopo di eliminare l’effetto della parallasse) si ricava: RA = 18h 37m 54,0s = 279,475° e Dec = 33° 51′ 37″ = 33,860°.

2) Per essere precisi, si tratta della soluzione ottenuta con il modello migliore per la traiettoria asintotica di ‘Oumuamua, quello designato come “2k2”.

Riferimenti:
http://sci.esa.int/gaia/60688-gaia-finds-candidates-for-interstellar-oumuamuas-home/
https://arxiv.org/pdf/1809.09009.pdf

Let’s block ads! (Why?)

Powered by WPeMatico