Em 19 de outubro, 2017, o primeiro objeto interestelar já detectado passou pela Terra em seu caminho para fora do sistema solar. Menos de dois anos depois, um segundo objeto foi detectado, um cometa interestelar facilmente identificado designado como 2I / Borisov. O aparecimento desses dois objetos verificou trabalhos teóricos anteriores que concluíram que objetos interestelares (ISOs) regularmente entram em nosso sistema solar.

A questão de quantas vezes isso acontece tem sido objeto de pesquisas consideráveis ​​desde então. De acordo com um novo estudo liderado por pesquisadores da Iniciativa para Estudos Interestelares (i4is), aproximadamente sete ISOs entram em nosso sistema solar a cada ano e seguem órbitas previsíveis enquanto estão aqui. Essa pesquisa pode nos permitir enviar uma espaçonave para se encontrar com um desses objetos em um futuro próximo.

A pesquisa que descreve essas descobertas foi conduzida por vários pesquisadores da i4is, uma organização sem fins lucrativos dedicada à realização de voos interestelares em um futuro muito próximo. Eles se juntaram a pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Flórida, Instituto de Teoria e Computação de Harvard (ITC), a Universidade do Texas em Austin, a Universidade Técnica de Munique, e o Observatoire de Paris.

O estudo de 'Oumuamua em outubro de 2017 deu início a uma revolução na astronomia e no estudo de objetos celestes. Não era apenas um objeto que se formou em outro sistema estelar, mas sua chegada e detecção implicaram em uma grande população de tais objetos. A detecção de 2I / Borisov em 2019 confirmou o que muitos astrônomos já suspeitavam - que as ISOs entram em nosso sistema solar com bastante regularidade.

Além de ser um físico com o i4is (e o principal autor do estudo), Marshall Eubanks é o cientista-chefe da Space Initiatives Inc. e CEO da Asteroid Initiatives LLC. Como ele disse à Universe Today por e-mail, a descoberta de "Oumuamua e 2I / Borisov é significativa de uma forma que não pode ser subestimada:

"[Só] provando que eles existem, teve um impacto profundo, criando um campo de estudo quase do nada (um campo que as autoridades de financiamento estão apenas começando a reconhecer). Objetos interestelares nos fornecem a oportunidade de estudar, e no futuro literalmente tocar, exobodies décadas antes das primeiras missões possíveis até mesmo para as estrelas mais próximas, como Proxima Centauri. "

Isso levou a várias propostas de missões que poderiam se reunir com futuras ISOs que foram detectadas passando por nosso sistema. Uma dessas propostas foi o Projeto Lyra, que os pesquisadores do i4is compartilharam em um estudo de 2017 (com o apoio da Asteroid Initiatives LLC). Há também a missão Comet Interceptor da ESA, que planejam lançar em 2029 para se encontrar com um cometa de longo período.

"Começamos a trabalhar em missões potenciais para objetos interestelares em 2017, logo após a descoberta de "Oumuamua e inicialmente nos concentramos em perseguir esse objeto específico, em contraste com Seligman e Laughlin, que se concentrou em ISOs que podem ser descobertos no futuro, "disse Eubanks." A missão Comet Interceptor cairia em uma categoria semelhante (construir e esperar). "

Dado que ISOs formados em outro sistema estelar, a oportunidade de estudá-los de perto ofereceria aos cientistas uma visão das condições que existem ali. Na verdade, o estudo de ISOs é a segunda melhor coisa depois de enviar sondas interestelares para sistemas estelares vizinhos. Claro, qualquer missão envolve muitos desafios técnicos, para não mencionar a necessidade de aviso prévio. Como explicou Eubanks:

"Existem dois tipos básicos de missões aqui - planejar e esperar ou lançar e esperar, como o ESA Comet Interceptor; e perseguir missões, tal como seria necessário para alcançar 1I / "Oumuamua. É muito improvável que quaisquer missões de perseguição consigam se encontrar com um ISO em retirada - estas quase certamente serão restritas a voos rápidos. Missões de encontro, missões para combinar velocidades e orbitar ou pousar o ISO, precisará de aviso prévio. "

Ilustrar, quando os astrônomos tomaram conhecimento de "Oumuamua, foi somente depois que o objeto já havia se aproximado o mais possível do sol (passagem do periélio) e feito uma passagem próxima pela Terra. Por causa disso, os observadores tiveram apenas 11 dias para conduzir observações enquanto ele saía do sistema solar e estava fora do alcance de seus instrumentos.

No caso de 2I / Borisov, amateur astronomer and telescope-maker Gennadiy Borisov caught sight of it on August 30th, 2019, roughly three months before it reached perihelion (December 8th, 2019). But for future missions to rendezvous with them, it is imperative to know as much as possible about how often ISOs arrive and how fast they are traveling when they do.

Para o bem de seu estudo, Eubanks and his colleagues sought to place better constraints on these two variables. Para fazer isso, they began by taking into account how an interstellar object's velocity is influenced by the local standard of rest (LSR) – the mean motion of stars, gas, and dust in the Milky Way in the vicinity of the sun:

"We assume that ISOs come from or are formed with stars and their planetary systems, and that after they are on their own they share the same galactic dynamics as stars do. We use the two known ISOs, 1I/"Oumuamua and 2I/Borisov, and the efficiency of past and current astronomical surveys to estimate the number of these objects in the galaxy, and stellar velocity estimates from the Gaia mission to estimate the velocity spread we should expect."

What they found was that in an average year, the solar system would be visited by up to seven ISOs that are asteroid-like. Enquanto isso, objects like 2I/Borisov (comets) would be rarer, appearing around once every 10 to 20 years. They further found that many of these objects would be moving at velocities greater that of "Oumuamua—which was moving at over 26 km/s before and after picking up a boost from the sun.

Knowing these parameters will help scientists prepare for possible rendezvous missions with ISOs, something which Eubanks and his colleagues covered in more detail in a previous study—"Interstellar Now! Missions to Explore Nearby Interstellar Objects." As Universe Today reported at the time of its release, the study addressed a wider range of potential ISOs and the feasibility of reaching them.

Enquanto isso, this latest study provides basic information that will support the planning and implementation of these missions. In addition to Project Lyra and the ESA's Comet Interceptor, there are numerous proposals for spacecraft that could rendezvous with interstellar objects (or even make the interstellar journey themselves).

These include Project Dragonfly, a small spacecraft and laser sail that was the subject of a conceptual design study hosted by the Initiative for Interstellar Studies (i4iS) in 2013. Another is Breakthrough Starshot, a concept put forward by Yuri Milner and Breakthrough Initiatives that also calls for a tiny spacecraft to be sent to Alpha Centauri using a light sail and a powerful laser array.

This proposal has been articulated in recent years by Prof. Abraham Loeb and Prof. Manasvi Lingam. Whereas Leob is the founder of the ITC and Chair of the Starshot Advisory Committee, Lingham is a longtime researcher with the ITC and a co-author on the "Interstellar Now!" and this latest paper. In addition to going interstellar, these concepts have been proposed as a possible way of chasing objects that enter our solar system.

De uma forma ou de outra, we will be peeking at other star systems soon—and knowing how to intercept and study the objects they periodically kick our way is a good way to start.