Pierwszy zidentyfikowany obiekt spoza Układu Słonecznego

Projekt Pan-STARRS (Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System) od 2010 roku monitoruje całe niebo w poszukiwaniu obiektów zmiennych i poruszających się. Ma na swoim koncie odkrycie bardzo wielu planetoid oraz komet. 19 października tego roku dzięki obserwacjom Pan-STARRS odkryto obiekt, który oznaczono jako planetoidę A/2017 U1. Obiekt ten miał niezwykłą orbitę o mimośrodzie (oznaczanym literą e) większym niż 1, a dokładnie równym 1.195 ± 0.001 (orbity kołowe mają e = 0, eliptyczne, 0 < e < 1, paraboliczna, e = 1, a hiperboliczne, e > 1). Taki mimośród mają orbity hiperboliczne, a to oznacza, że obiekt ten nie jest związany na stałe z Układem Słonecznym. A skoro tak, to pochodzi spoza Układu Słonecznego.

Podobnych obiektów szukano od bardzo dawna. Nieraz się zdarzało, że ogłaszano odkrycie komety z orbitą hiperboliczną. Zwykle jednak wyznaczane mimośrody ich orbit były bardzo bliskie 1, a po precyzyjniejszym ich wyznaczeniu okazywało się, że nie ma przekonującego dowodu na to, że orbita jest hiperboliczna. Jedynym wcześniej poznanym obiektem, który poruszał się po takiej trajektorii była kometa C/1980 E1 (Bowell). Uzyskała ona jednak orbitę hiperboliczną dopiero po bliskim przejściu obok Jowisza. Był to więc obiekt z naszego Układu Słonecznego, który na skutek bliskiego przejścia koło Jowisza finalnie go opuścił.

Obiekt A/2017 U1 pierwotnie także uznano za kometę i nazwano C/2017 U1 (PANSTARRS). Obserwacje wykonane 25 października przy pomocy Very Large Telescope wykazały jednak brak charakterystycznego dla komet warkocza, czyli gazowej otoczki jądra. Dlatego dziś obiekt ten klasyfikuje się jako planetoidę. Obiekt nadleciał do nas z grubsza od strony gwiazdozbioru Lutni z prędkością około 26 km/s, z kierunku bardzo bliskiego na gwiazdę Wega. Nie można go jednak wiązać z tą gwiazdą, gdyż przy tej prędkości ruchu, dystans pomiędzy nami a Wegą musiałby pokonać w około 300 tysięcy lat, wtedy zaś Wega znajdowała się w zupełnie innym miejscu na niebie. Kierunek ten jest jednak bardzo bliski apeksowi Słońca, czyli kierunkowi ruchu Układu Słonecznego względem okolicznych gwiazd. Jest to naturalny kierunek, z którego powinny nadbiegać do nas obiekty spoza Układu Słonecznego. Najbliżej Słońca, w peryhelium trajektorii, A/2017 U1 osiągnął prędkość 87,7 km/s, a opuści Układ Słoneczny poruszając się w kierunku gwiazdozbioru Pegaza. Rozmiary obiektu są szacowane na około 160 m średnicy. Pomiary barwy U1 wykazały, że jest ona czerwonawa, co czyni ten obiekt podobny barwą do obiektów pasa Kuipera.

Obraz obiektu A/2017 U1 zarejestrowany 21 października w Tenagra Observatory w Arizonie. Każde z ujęć było naświetlane przez 9 minut, w trakcie których teleskop śledził obiekt. Dzięki temu uzyskano ostry obraz obserwowanego obiektu, zaś obrazy gwiazd tła rozmyły się do postaci kresek.

Pierwsze obserwacje optycznego odpowiednika źródła fal grawitacyjnych

Kilonowa w NGC4993

16 października 2017 roku doniesiono o pierwszych obserwacjach źródła fali grawitacyjnej w szerokim zakresie fal elektromagnetycznych, w tym w dziedzinie optycznej. Do rejestracji tego zjawiska doszło 17 sierpnia tego roku, już w czasie, gdy do obserwacji detektorów LIGO dołączyło europejskie obserwatorium fal grawitacyjnych VIRGO. Dzięki układowi trzech niezależnych detektorów, udało się dokonać skutecznej triangulacji, czyli wyznaczenia kierunku, z którego nadbiegła do nas fala grawitacyjna. Obszar poszukiwań zawężono do zaledwie 30 stopni kwadratowych na niebie południowym. Ledwie dwie sekundy po nadejściu fali grawitacyjnej teleskopy promieniowania γ, Fermi i Integral, zarejestrowały krótki błysk γ z tego samego kierunku. Tej samej nocy rozpoczęto przeszukiwanie wskazanego obszaru nieba przy pomocy wielu teleskopów Europejskiego Obserwatorium Południowego. W poszukiwaniach wzięły udział teleskopy VISTA i VST na górze Paranal, włoski Rapid Eye Mount w La Silla, LCO w Las Cumbres, a także amerykański DECam na Cerro Tololo. Pierwszymi, które dostrzegły źródło były amerykański teleskop Swope w Las Campanas oraz VISTA. Znajdowało się ono w obszarze galaktyki soczewkowatej NGC 4993. Nieco później źródło dostrzegły dwa teleskopy hawajskie, PanSTARRS i Subaru.

Charakter przebiegu fali grawitacyjnej sugerował tym razem, że pochodziła ona nie z połączenia się dwóch czarnych dziur, ale z połączenia się dwóch gwiazd neutronowych. Analiza obserwacji w wielu zakresach widma (od promieniowania γ do podczerwieni) pokazała, że zjawisko to miało moc promieniowania pośrednią między nowymi a supernowymi. Tempo spadku jasności oraz zmiany widma pozwoliły zidentyfikować to zjawisko z zasugerowaną teoretycznie w 2010 roku kategorią "kilonowych". Przypuszczano, że w takich zjawiskach tworzone są cięższe od żelaza stabilne pierwiastki występujące we Wszechświecie. Obserwacje zanikającej poświaty są zgodne z przewidywaniami ich powstawania w wyniku procesu r (rapid neutron capture). W widmach poświaty dostrzeżono linie pochodzące od cezu i telluru.

Jednym z najciekawszych aspektów tych obserwacji jest potwierdzenie hipotezy Li i Paczyńskiego z 1998 roku, sugerujących że krótkie błyski γ można kojarzyć ze zderzeniami dwóch gwiazd neutronowych. Błyski γ przez bardzo wiele lat były trudnymi do wyjaśnienia zjawiskami. Obserwacyjnie rozdzielają się na dwie kategorie, błysków długich i krótkich. Długie błyski γ w 2003 roku zidentyfikowano z ekstremalnie silnymi supernowymi, niejasne zaś było pochodzenie krótkich błysków. Obecne odkrycie jest więc obserwacyjnym potwierdzeniem tej teorii.