De Risico’s van Interstellair Objecten en Aardimpacten

Er zijn drie bekende interstellaire objecten (ISO) die ons binnenste Zonnestelsel hebben bezocht. Oumuamua was het eerste, dat in 2017 arriveerde en weer vertrok. Vervolgens kwam de interstellaire komeet 2l/Borisov in 2019 langs. Op dit moment geniet de interstellaire komeet 3I/Atlas van een bezoek aan onze door de zon verwarmde binnenste Zonnestelsel.

Gedurende de lange geschiedenis van ons Zonnestelsel, die meer dan 4,6 miljard jaar beslaat, moeten er zich talloze ISOs hebben gepresenteerd. Het is mogelijk dat sommige van deze objecten op de aarde zijn gebotst. Misschien zijn ISOs verantwoordelijk voor enkele van de oude inslagkraters waarvan we de resten nog steeds kunnen zien, zoals de Vredefort-inslagstructuur.

Ons Zonnestelsel is tegenwoordig veel rustiger dan vroeger. In de vroege geschiedenis werd het gevormd door chaotische botsingen. Tegenwoordig zijn er minder rotsen en botsingen, omdat veel van de rotsen samengevoegd zijn in de terrestrische planeten. Maar dat geldt niet voor de ISOs; er is geen reden om te geloven dat er nu minder ISOs binnenkomen dan in het verleden.

Dit betekent dat ze een impactrisico voor de aarde vormen. Is er een manier om dat risico te kwantificeren? Nieuwe onderzoeken met de titel “De Verdeling van Aardimpacterende Interstellaire Objecten” proberen dit risico te begrijpen. De hoofdauteur is Darryl Seligman, assistent-professor aan de Afdeling Fysica en Astronomie aan de Michigan State University.

In dit onderzoek berekenen de auteurs de verwachte baan-elementen, stralen en snelheden van aard-impacterende interstellaire objecten. Ze berekenen echter niet het aantal ISOs omdat er geen beperkingen zijn om mee te werken. Hun werk richt zich uitsluitend op de verwachte distributie.

Wat betreft de oorsprong van ISOs, richten ze zich op wat bekend staat als M-ster kinematiek. M-sterren, ook wel rode sterren genoemd, zijn de meest talrijke stertypes in de Melkweg. Het is dan ook logisch dat de meeste ISOs afkomstig zouden zijn uit M-dwerg zonnestelsels, puur op basis van aantallen. De auteurs geven echter toe dat deze keuze enigszins willekeurig is.

De onderzoekers hebben simulaties gebruikt om het probleem beter te begrijpen. “We genereren een synthetische populatie van ~10¹⁰ interstellaire objecten met M-sterren kinematiek om ~10⁴ aard-impactoren te verkrijgen,” schrijven de onderzoekers. De simulaties tonen aan dat ISOs twee keer zo waarschijnlijk zijn om uit twee richtingen te komen: de zonnestijd en het galactische vlak.

De zonnestroom is de richting die de zon volgt ten opzichte van zijn zonnige buurt. Dit komt omdat ons Zonnestelsel beweegt in die richting, wat met autorijden te vergelijken is; je rijdt gewoon meer door de regen. Het galactische vlak is het platte, schijfvormige gebied waar de Melkweg zich bevindt. Omdat het de plek is waar de meeste andere sterren zijn, is de kans groter dat ISOs hiervandaan komen.

Daarnaast laten de simulaties zien dat ISOs uit de zonnestroom en het galactische vlak hogere snelheden hebben. Maar tegen intuïtief in, zouden de objecten die de aarde kunnen raken trager zijn. Dit komt omdat de subset van ISOs die een impact op de aarde kunnen hebben, de neiging heeft hyperbolische lichamen met een lage eccentriciteit te zijn, wat betekent dat de zwaartekracht van de zon een grotere invloed op deze objecten heeft.

Ook de seizoenen spelen een rol. ISOs met de hoogste impact snelheid komen waarschijnlijk in de lente aan, omdat de aarde naar de zonnestroom beweegt. In de winter zijn er echter vaker potentiële impactoren omdat de aarde zich dan naar de zonnige antistroom richt.

Als het gaat om welk deel van de aarde het meest risico loopt op een ISO-impactor, hebben lage breedtegraden nabij de evenaar het grootste risico. Ook is er een iets verhoogd risico van impact in het noordelijk halfrond, waar bijna 90 procent van de menselijke bevolking woont.

Deze distributies zijn alleen van toepassing op interstellaire objecten die M-sterren kinematiek hebben. De auteurs wijzen erop dat verschillende veronderstelde kinematiek de gepresenteerde distributies zou moeten veranderen. Ze benadrukken echter dat de kernpunten uit hun werk waarschijnlijk ook van toepassing zijn op andere kinematica.

Het is belangrijk te herhalen dat dit onderzoek geen voorspellingen doet over het aantal ISOs. Er is geen manier om dit te meten. “In dit artikel hebben we opzettelijk geen definitieve voorspellingen gedaan over de frequenties van interstellaire impactoren,” schrijven de auteurs in hun conclusie.

Toch helpen de resultaten bij toekomstige observaties met de Vera Rubin Observarorium en het Legacy Survey of Space and Time. Het biedt astronomen inzicht in de distributie van ISOs die door de VRO gedetecteerd moeten worden. We openen just onze ogen voor het idee van ISOs. Dit onderzoek biedt inzicht in waar aard-impacterende ISOs waarschijnlijk vandaan zullen komen, wanneer ze waarschijnlijk impact zullen hebben en waar.