“Toen we hieraan begonnen te werken wilden we niet weten of ze van buiten het zonnestelsel kwam,” zegt Fathi Namouni, astronoom van het Observatoire de la Côte d’Azur. In de hoop meer inzicht te krijgen in de wijze waarop ons zonnestelsel is ontstaan, bestuderen Namouni en collega-onderzoeker Helena Morais van de Staatsuniversiteit van São Paolo al jaren objecten die in een tegengestelde baan rond onze zon draaien – een beetje alsof ze een moordmysterie proberen op te lossen door naar bloedspatten op de meest ongebruikelijke plekken te kijken.
In een onderzoek dat deze week werd gepubliceerd in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters, stellen Namouni en Morais dat BZ509 al in een vroege fase van ons zonnestelsel is ingevangen en in tegengestelde richting rond de zon begon te draaien, in een stabiele baan die hetzelfde traject als Jupiter volgt. Volgens de onderzoekers zou BZ509 in dat geval een neefje zijn van de interstellaire asteroïde Oumuamua, die afgelopen jaar door het zonnestelsel snelde.
Maar de mogelijk interstellaire oorsprong van BZ509 is het resultaat van het wegcijferen van andere mogelijke herkomsten – een benadering die kritiek van andere experts heeft uitgelokt.
“Het gaat heel ver – vooral omdat ze niet hebben gekozen voor enige vorm van dynamische modellering – om hun stellingen te onderbouwen met het argument dat al het andere onmogelijk is,” zegt wetenschapper Hal Levison van het Southwest Research Institute, die niet bij het nieuwe onderzoek was betrokken.
Attack of the Clones
Niemand zal ontkennen dat BZ509 (’Bee-Zed’) een vreemde buitenaardse verschijning is.
Namouni en Morais onderzochten de asteroïde niet alleen omdat hij in tegengestelde richting rond de zon draait, maar ook omdat zijn baan vrijwel samenvalt met die van Jupiter – het eerste tot dusver bekende hemellichaam dat het durft aan te leggen met de grootste planeet van ons zonnestelsel. Dankzij een gewaagde balanceeract behoudt Bee-Zed zijn positie: hoewel de asteroïde gedurende de twaalf jaar durende baan van Jupiter rond de zon telkens tweemaal uit zijn baan geduwd dreigt te worden door de zwaartekracht van de reuzenplaneet, heffen die beide duwtjes elkaar op en blijft de baan van Bee-Zed stabiel.
“Het is als een vrachtwagen die over een hobbel in de weg rijdt en uit koers dreigt te raken, maar vervolgens over nóg een hobbel rijdt en daardoor weer in het juiste spoor komt,” zegt astronoom Martin Connors van de Athabasca University, die niet bij het nieuwe onderzoek was betrokken.
Met behulp van computersimulaties ontdekten Connors en zijn collega’s in 2017 dat de baan van Bee-Zed in de afgelopen jaren stabiel is gebleven. Die ontdekking verraste Namouni en Morais; in eerdere studies hadden zij gesteld dat omloopbanen als die van BZ509 slechts een jaar of tienduizend stabiel konden blijven.
Om deze resultaten verder te onderbouwen creëerden Namouni en Morais een computermodel van het huidige zonnestelsel en strooiden er één miljoen virtuele ‘klonen’ van Bee-Zed over uit, elk met een iets andere omloopbaan dan de vastgestelde baan van BZ509. Vervolgens lieten ze de simulatie gedurende het equivalent van vierenhalf miljard jaar draaien.
Veel van de klonen botsten uiteindelijk op de zon of werden uit het zonnestelsel geslingerd. De helft bleef niet langer dan zeven miljoen jaar in het zonnestelsel bestaan, maar 46 klonen bleven gedurende de hele levensduur van het zonnestelsel stabiel, waarvan er 27 met omloopbanen die sterke overeenkomsten vertoonden met de huidige baan van Bee-Zed.
De mens heeft alleen een statistische kans om Bee-Zed te zien te krijgen indien de baan van deze asteroïde gedurende vierenhalf miljard jaar stabiel is gebleven, aldus Namouni en Morais. Maar als Bee-Zed inderdaad al sinds de geboorte van het zonnestelsel rond de zon draait, waarom beweegt ze zich dan in tegengestelde richting? Nadat ze meerdere potentiële verklaringen hadden getest en verworpen, kwamen de onderzoekers tot de slotsom dat BZ509 een interstellaire indringer moet zijn.
“We hadden geen enkel vooroordeel tegen welke potentiële oorsprong van deze asteroïde dan ook,” zegt Namouni. “En we waren behoorlijk verrast.”
Rogue One
Hoewel Namouni overtuigd is van de interstellaire oorsprong van Bee-Zed, hebben hij en Morais het invangen van een asteroïde uit een ander sterrenstelsel niet op de computer gesimuleerd. En gezien de afwezigheid van zo’n analyse zijn andere planetologen het helemaal niet eens met de conclusies van dit onderzoek.
“De gemiddelde levensduur [van de BZ509-klonen] is zó kort dat je alleen met oplossingen op korte termijn te maken hebt,” zegt Bill Bottke, eveneens van het Southwest Research Institute.
Bottke en zijn collega David Nesvorny vermoeden dat BZ509 in feite een inactieve komeet uit de Oortwolk is, een zone van ijsachtig puin aan de uiterste rand van het zonnestelsel. Volgens hen moet Bee-Zed lang geleden in een tegengestelde omloopbaan zijn geduwd en vervolgens pas enkele miljoenen jaren geleden in zijn huidige baan terecht zijn gekomen.
Kometen kunnen zich inderdaad in tegengestelde richting bewegen; zo draait de komeet Halley net als Bee-Zed tegen de klok in rond de zon. Uit het werk van Namouni en Morais zelf blijkt dat objecten met tegengestelde banen gemakkelijker in de specifieke omloopbaan van BZ509 kunnen belanden dan in andere banen. Ook blijkt uit computermodellen dat het komeetscenario kan verklaren hoe andere asteroïden met tegengestelde omloopbanen in hun trajecten belandden.
A New Hope
Het vinden van een verklaring voor Bee-Zeds oorsprong zal nog heel veel werk vereisen. Levison, Bottke en Nesvorny raden aan om enorme computersimulaties los te laten op de vraag hoe de planeten zijn ontstaan en in hun uiteindelijke omloopbanen zijn gestabiliseerd, en vooral om uit te zoeken of hemellichamen uit ons zonnestelsel vaker of minder vaak in omloopbanen zoals die van Bee-Zed terechtkomen dan interstellaire objecten als Oumuamua.
Uit het nieuwe onderzoek komt ook naar voren dat objecten als Bee-Zed in banen kunnen belanden die loodrecht op het schijfvlak van het zonnestelsel staan. Zo wil Namouni onderzoeken of objecten met zulke ‘polaire’ omloopbanen afkomstig kunnen zijn uit dezelfde wolk van interstellair puin als Bee-Zed.
“De theoretische link is waterdicht, maar om de asteroïden die we observeren ook in verband te brengen met Bee-Zed – dat ligt wat ingewikkelder,” zegt hij.
Als Connors over een eindeloos budget zou beschikken, zou hij overwegen een sonde naar Bee-Zed te sturen om uit te zoeken of de asteroïde buitenissige chemische bestanddelen bevat. En Bottke wijst erop dat de resultaten van zo’n missie – als die er ooit zou komen – hoe dan ook waardevol zouden zijn: “Als je daar met een sonde naartoe gaat,” zegt hij, “zou dat zelfs voor een gewone komeet al heel spectaculair zijn.”
