Eindelijk verklaring voor rare baan van ‘Oumuamua: hij liet gewoon een waterstofscheet

Beelden van ‘Oumuamua gingen in 2017 de hele wereld over. Het gekke sigaarvormige object dat door de ruimte zweefde, was zover bekend de eerste bezoeker van buiten ons zonnestelsel. Maar wat was het?

‘Oumuamua had geen staart van stof of een nevelige wolk van gas om zich heen, zoals andere kometen. Bovendien was er die rare vorm die het midden hield tussen een sigaar en een pannenkoek. Het ding was ook veel te klein om een komeet te kunnen zijn. Maar het gekste was nog wel dat ‘Oumuamua steeds sneller voortbewoog terwijl hij wegschoot van de zon. Het maakte dat zelfs sommige wetenschappers het durfde te hebben over een buitenaards ruimteschip.

Waterstofscheet
Helaas is de werkelijkheid een stuk minder spannend. De mysterieuze afwijking van zijn  baan rond de zon kan worden verklaard door een simpel mechanisme dat vaak voorkomt bij ijsachtige kometen: als ze opwarmen door de zon laten ze waterstofgas los.

Maar als het zo normaal is, waarom dachten onderzoekers daar dan niet meteen aan? Wat ‘Oumuamua (Hawaïaans voor verkenner) zo anders maakte, was zijn formaat. De komeet was zo klein dat de push van de waterstofscheet genoeg was om zijn baan rond de zon een tikje te veranderen.

Raketten
De meeste kometen zijn in feite smerige sneeuwballen, die periodiek de zon naderen vanuit de uithoeken van ons zonnestelsel. Als ze opwarmen door het zonlicht komt er water vrij en andere moleculen die een heldere halo veroorzaken rond de komeet en vaak een staart van gas en stof. De gassen die vrijkomen zijn een soort stuwraketten die de komeet een zetje geven waardoor het traject iets afwijkt van de normale elliptische baan, die bijvoorbeeld planeten en asteroïden afleggen.

Toen ‘Oumuamua werd ontdekt had de komeet geen halo en geen staart. Ook leek hij te klein en te ver van de zon om veel water los te laten. Daardoor ontstond er zoveel verwarring bij astronomen. Ze vroegen zich af waar het object dan van gemaakt was en wat ervoor zorgde dat het zo snel voortbewoog. Was het hele ding één grote ijsberg met waterstof? Of juist een grote luchtige sneeuwvlok die werd voortgestuwd door het licht van de zon? Of toch een lichtzeil gemaakt door een buitenaardse beschaving? Of gewoon een ruimteschip met zijn eigen brandstof?

Gekookt door de straling
Onderzoeker Jennifer Bergner van UC Berkeley dacht dat er een veel simpelere verklaring moest zijn. Ze vroeg collega Darryl Seligman van Cornell University om samen de hypothese te testen. “Een komeet die midden door ons zonnestelsel raast, wordt in feite gekookt door de kosmische straling, met waterstof als resultaat. Onze gedachte was: als dit gebeurt, kan het dan vast blijven zitten in het object, zodat het waterstof kan uitstoten als het ons zonnestelsel binnenkomt en opwarmt?” zegt Bergner. “Kan dit genoeg kracht produceren om de versnelling te verklaren?”

Artist's concept of the pancake-shaped comet 'Oumuamua
‘Oumuamua warmt op als hij de zon nadert en stoot waterstofgas uit (de witte mist). Foto: NASA

En het antwoord is: ja. Verrassend genoeg vond Bergner experimenteel onderzoek uit de jaren 70, 80 en 90 dat al aantoonde dat ijs onder invloed van kosmische straling een heleboel waterstof kan produceren dat vast blijft zitten in het ijs. Kosmische straling bleek tientallen meters diep in het ijs te kunnen doordringen waardoor zeker een kwart van het water werd omgezet in waterstofgas.

De kleine ‘Oumuamua
“Bij een kilometers dikke komeet gaat het dan maar om een heel dunne schil vergeleken met de bulk van het object. Het vrijkomen van waterstofgas zou dan nauwelijks waarneembaar zijn”, zegt de onderzoeker. “Maar omdat ‘Oumuamua zo klein was, denken we dat de waterstof voldoende kracht gaf om de versnelling te veroorzaken.”

De komeet die ietwat roodachtig was, is naar schatting 115 bij 11 bij 19 meter groot, al is dat niet helemaal zeker, omdat hij te klein en te ver weg was voor telescopen om waar te nemen. De omvang werd dus bepaald op basis van de helderheid van de komeet. Hoe dan ook, is het een klein ding. De tot nu toe bekende kometen zijn allemaal minstens 1 kilometer tot wel honderden kilometers in doorsnee.

Precies hoe het hoort
“Wat zo mooi is aan Jenny’s idee is dat het precies is wat er zou moeten gebeuren met interstellaire kometen”, zegt Seligman. “We hadden al deze stomme ideeën, zoals waterstofijsbergen en andere gekke dingen en dan blijkt het toch de meest logische verklaring te zijn.”

Haar idee verklaart ook het ontbreken van een stofhalo, iets wat eigenlijk nog nooit eerder was gezien. “Zelfs als er stof in het ijs zat, dan hoeft dat nog niet vrij te komen. Het ijs verdampte niet, de watermoleculen werden enkel herschikt, waarna waterstofgas vrijkomt. Dus het stof komt er dan niet eens uit”, legt Seligman uit. “De belangrijkste conclusie is dat ‘Oumuamua een normale komeet is die gewoon een zwaar proces heeft doorgemaakt”, klinkt het tot besluit.

Bronmateriaal

"Acceleration of 1I/‘Oumuamua from radiolytically produced H2 in H2O ice" - Nature
Afbeelding bovenaan dit artikel: NASA

Fout gevonden?

Voor jou geselecteerd