• Começa Com Um Estrondo

O guia sem censura para ‘Oumuamua, alienígenas e aquele astrônomo de Harvard

Esta imagem combinada muito profunda mostra o objeto interestelar ‘Oumuamua no centro da imagem. Ele é cercado por trilhas de estrelas fracas que são manchadas à medida que os telescópios rastreiam o intruso em movimento. Esta imagem foi criada combinando várias imagens do Very Large Telescope do ESO e do Gemini South Telescope. O objeto está marcado com um círculo azul e parece ser uma fonte pontual, sem poeira ao redor. (ESO/K. MEECH ET AL.)

Avi Loeb diz que são alienígenas. Todos os outros astrônomos discordam. Aqui está o porquê.

Em 2017, ocorreu um evento astronômico diferente de qualquer outro: pela primeira vez, observamos um objeto que certamente se originou fora do nosso Sistema Solar. Inicialmente, sua origem era um tema quente de discórdia. Era um cometa, embora com uma órbita incomum? Seria um asteroide, pelo fato de não desenvolver uma cauda notável? Ou foi algo inteiramente único: um visitante de outro lugar da galáxia e o primeiro exemplo de uma classe inteiramente nova de objeto? Chamado 'Oumuamua - havaiano para mensageiro do passado distante - tornou-se uma descoberta espetacular e uma janela para quais objetos existem em todo o espaço interestelar.

Mas um cientista, apaixonado por sua própria hipótese e ignorando a grande quantidade de pesquisas feitas por outros profissionais especializados nesse campo específico, embarcou em uma cruzada pública para convencer o mundo da explicação mais rebuscada para esse fenômeno natural: alienígenas . Durante a maior parte dos últimos quatro anos, o astrônomo de Harvard Avi Loeb apareceu em toda a mídia para reunir apoio público para uma ideia que desafia absolutamente as evidências científicas. Ao contrário das narrativas que você encontrará em outros lugares, inclusive no novo livro de Loeb, Extraterrestre: o primeiro sinal de vida além da Terra , esta não é uma possibilidade que vale a pena levar a sério como cientista. Um olhar direto para as evidências nos mostra o porquê.

As órbitas dos planetas e cometas, entre outros objetos celestes, são regidas pelas leis da gravitação universal. Todos os objetos que estão gravitacionalmente ligados ao nosso Sol têm uma excentricidade menor que 1, enquanto aqueles que se tornam livres terão suas excentricidades cruzadas para serem maiores que 1. Uma excentricidade acima de 1,06 indica uma origem além do nosso Sistema Solar. (KAY GIBSON, BALL AEROSPACE & TECHNOLOGIES CORP)

De acordo com a lei da gravidade, todo objeto que é influenciado gravitacionalmente pelo Sol seguirá um dos quatro caminhos orbitais:

• circular, com excentricidade 0,
• elíptica, com uma excentricidade maior que 0, mas menor que 1,
• parabólica, com uma excentricidade exatamente igual a 1,
• ou hiperbólica, com excentricidade maior que 1.

Antes de 2017, tínhamos visto alguns objetos com excentricidades de 1 ou mais, mas apenas por uma pequena quantidade: valores como 1,0001 ou mais. Mesmo com um chute de Júpiter, o Objeto do Sistema Solar que se move mais rápido já visto atingiu apenas uma excentricidade de 1,06. Isso corresponde a um objeto escapando da gravidade do Sol, mas apenas por uma pequena quantidade. Quando um objeto como esse chegar ao espaço interestelar, ele terá apenas uma velocidade de ~ 1 km/s ou menos.

Mas para ‘Oumuamua, foi uma história totalmente diferente. Imediatamente ficou claro que esse objeto era algo especial, pois sua excentricidade era de cerca de 1,2, correspondendo a uma velocidade de fuga mais ou menos de 26 km/s. Foi o objeto de movimento natural mais rápido a deixar o Sistema Solar com tal velocidade, um fenômeno que seria impossível até mesmo de uma interação gravitacional ideal com um planeta como Júpiter ou Netuno, que não estavam no caminho de 'Oumuamua em qualquer ponto. Claramente, deve ter se originado de fora do nosso bairro.

O Observatório Pan-STARRS1 no topo de Haleakala Maui ao pôr do sol. Ao escanear todo o céu visível a uma profundidade rasa, mas com frequência, o Pan-STARRS pode encontrar automaticamente qualquer objeto em movimento dentro do nosso Sistema Solar acima de um brilho aparente específico. A descoberta de ‘Oumuamua foi feita exatamente dessa maneira, rastreando seu movimento em relação ao fundo de estrelas fixas. (ROB RATKOWSKI)

Teoricamente, isso se alinha com uma população de objetos que há muito esperávamos que estivessem lá, mas não encontramos até agora: o análogo de asteroides, cometas, objetos do cinturão de Kuiper e objetos da nuvem de Oort de outros sistemas solares. Sabemos há muito tempo que objetos como esse são rotineiramente ejetados de nosso próprio quintal cósmico e provavelmente há bilhões de anos, desde a formação do Sol e dos planetas. Testemunhamos outros sistemas solares se formando de forma semelhante e antecipamos totalmente que deveria haver milhões ou mesmo bilhões desses objetos para cada estrela em nossa galáxia.

De acordo com simulações e cálculos, muitos desses objetos deveriam passar pelo nosso Sistema Solar anualmente, mas não seríamos capazes de identificá-los a menos que começássemos a tirar fotos regulares, quase noturnas, de todo o céu com grande sensibilidade, repetidas vezes. mais uma vez. É exatamente isso que o telescópio Pan-STARRS (acima) – o precursor do Observatório Vera Rubin – vem fazendo há anos, e foi esse mesmo telescópio que descobriu ‘Oumuamua. Ele marca a primeira detecção de um intruso interestelar, e essa é a designação que os cientistas acabaram adotando quando se tratava de classificar esse objeto.

Uma animação mostrando o caminho do intruso interestelar agora conhecido como ʻOumuamua. A combinação de velocidade, ângulo, trajetória e propriedades físicas contribuem para a conclusão de que isso veio de além do nosso Sistema Solar, mas não conseguimos descobri-lo até que já tivesse passado da Terra e saído do Sistema Solar. (NASA / JPL — CALTECH)

Claro, a única razão pela qual encontramos este é que ele conseguiu chegar tão perto do Sol, uma ocorrência rara para objetos como este. Na verdade, ele passou no interior da órbita de Mercúrio: onde nossos telescópios raramente escaneiam, porque você nunca quer correr o risco de apontar acidentalmente seu telescópio para o Sol. Na verdade, não o descobrimos até que ele cruzou para o outro lado da órbita da Terra, quando estava saindo do Sistema Solar. Nós o encontramos quando estava perto da Terra: 23.000.000 quilômetros de distância.

Quando se aproximou do Sol, estava se movendo incrivelmente rápido: até 88 km/s, ou três vezes a velocidade que a Terra orbita o Sol. Mas tivemos a sorte de imaginar isso. Era pequeno (apenas cerca de 100 metros de comprimento), fraco e de cor muito vermelha, semelhante aos asteróides troianos que vemos em órbita ao redor de Júpiter. Sua cor é diferente dos corpos gelados que conhecemos, não combinando com cometas, objetos do cinturão de Kuiper ou mesmo centauros, e observações posteriores revelaram uma certa quantidade de tédio para 'Oumuamua, pois não exibia nenhuma absorção atômica ou características de emissão. Na verdade, se não fossem duas características estranhas sobre este objeto, haveria muito pouco a notar sobre ele, além do fato de que ele existe e tem a trajetória que observamos.

Por causa das variações de brilho observadas no objeto interestelar 1I/'Oumuamua, onde varia por um fator de 15 do mais brilhante ao mais fraco, os astrônomos modelaram que é muito provável que seja um objeto alongado e em queda. A proporção de tamanho de seu eixo longo para seu eixo curto pode ser de aproximadamente 8 para 1, semelhante às rochas alongadas e intemperizadas encontradas no fundo dos rios. (NAGUALDESIGN / WIKIMEDIA COMMONS)

A primeira característica estranha sobre ‘Oumuamua foi notada em outubro de 2017, logo após sua descoberta. Como estava relativamente perto da Terra, mas também se afastando muito rapidamente, tivemos apenas uma pequena janela de tempo para fazer observações de acompanhamento, e uma série de telescópios posicionou seus locais nessa estranheza interestelar. Ao longo de uma escala de tempo de cerca de 3,6 horas - mas não periodicamente como um relógio - o objeto variou em brilho por um fator de 15. Objetos como cometas ou asteroides podem variar em alguns por cento, ou mesmo um fator de 2, mas um fator de 15 é inédito. A principal explicação dos modelos deste objeto é que ele deve ser alongado e tombado, o que explicaria suas variações regulares e severas de brilho.

A razão pela qual essa explicação é tão boa é que, a menos que haja algum mecanismo para obscurecer a luz desse objeto de um lado, como um análogo interestelar de A lua de dois tons de Saturno Iapetus , ou talvez poeira ou desgaseificação, uma mudança no tamanho aparente do objeto poderia explicar as grandes variações de brilho. Não é uma surpresa que este objeto esteja caindo, mas vendo um objeto tão completamente alongado, como uma rocha que passou muito tempo sendo intemperizada em um rio ou oceano , torna este objeto ainda mais interessante.

A trajetória nominal do asteroide interestelar ʻOumuamua, calculada com base nas observações de 19 de outubro de 2017 e posteriores. A trajetória observada desviou-se por uma aceleração que corresponde a um extremamente pequeno ~ 5 mícrons por segundo² acima do previsto, mas isso é significativo o suficiente para exigir uma explicação. (TONY873004 OF WIKIMEDIA COMMONS)

A segunda característica estranha veio quando rastreamos o caminho de ‘Oumuamua para fora do sistema solar. O que esperávamos, talvez ingenuamente, é que ela seguisse uma órbita hiperbólica, como se a única força que atuasse sobre ela fosse a gravitacional. O que descobrimos, no entanto, foi que uma órbita normal e perfeitamente hiperbólica não se encaixava perfeitamente no que observamos. Era como se houvesse uma aceleração adicional, como se algo não observado a estivesse empurrando, além da influência da gravidade.

Há muitas razões, é claro, para que uma aceleração adicional possa ocorrer. Vimos naves espaciais acelerarem exatamente dessa maneira quando aquecem de forma desigual, e um corpo giratório assimétrico se encaixa muito bem nesse perfil. Além disso, pode ter havido alguma forma de liberação de gases vindo de ‘Oumuamua; a única característica que pudemos testar foi um coma, que faltava, mas isso apenas exclui uma natureza gelada. Dado seu pequeno tamanho e grande distância, concluímos que não havia um halo de gás ao seu redor, mas nada pudemos dizer se havia um jato difuso de ejeção saindo dele: uma possibilidade eminente.

Mesmo a maioria dos asteróides em nosso Sistema Solar contém quantidades substanciais de compostos voláteis e muitas vezes podem desenvolver caudas quando se aproximam do Sol. Mesmo que ʻOumuamua possa não ter uma cauda ou coma identificável, há muito provavelmente uma explicação astrofísica para seu comportamento que está relacionada à liberação de gases e não tem absolutamente nada a ver com alienígenas. (ESA–SCIENCEOFFICE.ORG)

Desde a descoberta de 'Oumuamua, tem havido muitos artigos escritos sobre ele pela comunidade astrofísica, reunindo as lições que aprendemos com ele, sintetizando nossas teorias pré-existentes com as novas observações para criar uma imagem holística do que pode estar à espreita em espaço interestelar. Um objeto individual como ‘Oumuamua só passará tão perto de uma estrela na Via Láctea uma vez a cada ~100 trilhões (10¹⁴) anos, ou cerca de 10.000 vezes a idade atual do Universo.

Como tivemos tanta sorte, então, de vê-lo?

É por causa do grande número deles. Pode haver, de acordo com algumas estimativas, até ~10²⁵ objetos como este – intrusos interestelares – que estão voando pela nossa galáxia. De vez em quando, dado o incrível número desses objetos por aí, eles passam pelo nosso Sistema Solar, até algumas vezes por ano. Se tivermos as ferramentas certas, escaneando o céu com bastante frequência, de forma bastante abrangente, suficientemente livre de poluição , e para desmaiar magnitudes suficientes, vamos observá-los. Muitos especularam que ‘Oumuamua seria um caso único; como o astrônomo Gregory Laughlin brincou, este foi o momento da vida de ‘Oumuamua. Mas apenas dois anos depois, encontramos um segundo intruso interestelar: o objeto muito parecido com um cometa, Borisov .

Esta série de lapso de tempo de observações do telescópio espacial Hubble do objeto interestelar 2I/Borisov se estende por sete horas e foi tirada com Borisov a uma distância de 260 milhões de milhas. Um coma azul, semelhante a um cometa, pode ser visto claramente quando o objeto passa pelas estrelas de fundo. A uma velocidade extraordinária de mais de 110.000 milhas por hora, é o objeto natural mais rápido a ser detectado em nosso Sistema Solar até agora. (NASA, ESA E J. DEPASQUALE (STSCI))

Borisov, em agosto de 2019, tornou-se o segundo exemplo de um objeto significativo cuja origem está além do nosso Sistema Solar, mas era muito diferente de ‘Oumuamua. Comparando os dois, descobrimos que Borisov era:

• extremamente excêntrico, com uma excentricidade de 3,35, quase o triplo de qualquer outro objeto,
• muito grande, com um diâmetro de cerca de 6 km, contra 0,1-0,3 km para ‘Oumuamua,
• e distintamente semelhante a um cometa, com um coma claro e uma cauda longa, rica em cianeto e gases de carbono diatômicos.

Borisov, ao contrário de ‘Oumuamua, tem uma aparência que nos era familiar. Então, por que esses dois objetos eram tão diferentes um do outro?

Temos que reconhecer que pode haver muitas respostas para essa pergunta. Talvez eles não sejam tão diferentes, mas 'Oumuamua era muito pequeno para medir em detalhes com os instrumentos que tínhamos em 2017. Descobrimos Borisov quando estava a caminho do Sistema Solar, dando-nos muito tempo para estudá-lo, mas só viu 'Oumuamua quando já estava saindo. Talvez sejam diferentes, porque existem muitas populações desses objetos por aí: alguns são planetesimais, outros são rochosos e livres de gelo, alguns foram desgastados por uma jornada de bilhões de anos no espaço interestelar, etc. Uma questão como essa é construir instrumentos melhores, coletar mais e melhores dados, aumentar nosso tamanho de amostra e realmente começar a estudar esses objetos interestelares em detalhes sempre que eles passarem perto o suficiente para serem observados.

Comparados com vários outros objetos conhecidos com origens no Sistema Solar, os objetos interestelares 1I/’Oumuamua e 2I/Borisov parecem muito diferentes um do outro. Borisov se encaixa extremamente bem com objetos semelhantes a cometas, enquanto ‘Oumuamua parece completamente esgotado de voláteis. Descobrir o porquê é uma tarefa que ainda aguarda a humanidade. (CASEY M. LISSE, SLIDES DE APRESENTAÇÃO (2019), COMUNICAÇÃO PRIVADA)

Como você pode ver, há uma rica tapeçaria científica que a comunidade astronômica está tecendo sobre essas novas classes de objetos. Esperamos que o meio interestelar seja preenchido com restos e material ejetado das centenas de bilhões de sistemas solares em toda a Via Láctea e, devido aos recentes avanços em nossa tecnologia, finalmente começamos a detectá-los. Temos apenas dois desses objetos até agora, mas nos próximos anos - supondo que megaconstelações de satélites não estragam nossa visão — deve nos ajudar a entender e classificar melhor esses objetos.

Isto é, a menos que decidamos tomar a abordagem fundamentalmente não científica de Avi Loeb , e insistem em considerar uma origem alienígena para o primeiro desses objetos.

Loeb, que esteve intimamente envolvido com o projeto Breakthrough Starshot , escreveu artigos com seus pós-doutorandos e estudantes insistindo que 'Oumuamua é tão provável que seja uma espaçonave alienígena (que se parece suspeitosamente com uma vela de luz) quanto um dos esperados ~10²⁵ objetos que ocorrem naturalmente em nossa própria galáxia . Apesar do fato de que as assinaturas espectrais do objeto – sua cor, refletividade, tamanho, etc. – são consistentes com uma origem natural, Loeb oferece apenas especulações ruidosas e imodestas sobre alienígenas e diatribes sobre o pensamento de grupo da comunidade. Juntamente com dados inadequados, que são os únicos dados que temos, é impossível provar que ele está errado.

Normalmente, estruturas como IKAROS, mostradas aqui, são vistas como potenciais velas no espaço. Aproveitando a pressão da radiação solar, um objeto como esse poderia se impulsionar pelo espaço com uma aceleração significativa que se afasta do que a gravidade, por si só, prevê. No entanto, especular que um objeto semelhante a um asteroide é uma espaçonave alienígena não é digno de consideração científica séria. (USUÁRIO DO WIKIMEDIA COMMONS ANDRZEJ MIRECKI)

O que um cientista responsável deve fazer nessa situação? Existem literalmente centenas de astrônomos que trabalham neste campo, e Loeb continua a ignorar todos eles – seu trabalho, seus dados, suas conclusões e todo o conjunto de evidências disponíveis – em vez de se concentrar em sua própria ideia, que não possui dados convincentes. para fazer backup. Ele afirma que não cortejou essa atenção do público, mas minha própria caixa de entrada mostra que isso é mentira. Antes de 2017, recebi 0 e-mails de Avi Loeb; desde 2018, recebi 74 dele e ainda mais de seus alunos. Todos eles não foram solicitados; quase todos eles anunciam seus pontos de vista sobre extraterrestres, incluindo a afirmação bizarra de que os astrônomos são de alguma forma resistentes a considerar a possibilidade de alienígenas. Dado que os cientistas planetários estão procurando por vida em outras partes do nosso Sistema Solar, os astrônomos estão procurando por bioassinaturas em exoplanetas e em materiais interestelares, e que o SETI continua a buscar tecnoassinaturas, é uma afirmação que é contestada por um enorme conjunto de evidências.

Loeb foi um cientista respeitado que fez importantes contribuições para a astrofísica e a cosmologia, particularmente quando se tratava de buracos negros e as primeiras estrelas. Mas seu trabalho sobre assinaturas extraterrestres continua sendo amplamente desvalorizado pela comunidade – uma posição tão justificável quanto ignorar a ideia comparável de O bule de Russell – e em vez de abordar suas objeções científicas, ele parou de ouvir completamente outros astrônomos, preferindo tentar seu caso científico no lugar mais não científico imaginável: o tribunal da opinião pública. Loeb, como todo mundo, tem a liberdade de escolher em qual colina sua carreira e reputação morrerão. Embora a possibilidade de alienígenas certamente atrairá uma grande quantidade de atenção pública, essas alegações extraordinárias que carecem de evidências de apoio modestas continuarão, merecidamente, a permanecer muito fora do mainstream científico.

Começa com um estrondo é escrito por Ethan Siegel , Ph.D., autor de Além da Galáxia , e Treknology: A ciência de Star Trek de Tricorders a Warp Drive .

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