Ist 'Oumuamua doch eine Alien-Sonde? Warum es wahrscheinlich eher nicht so ist.

Im Oktober 2017 wurde ein fremdartiges Objekt beim Durchflug durch unser Sonnensystem entdeckt und bietet seither Anlass für manche Spekulation. Schon damals gab es, maßgeblich durch künstlerische Intepretationen zur Form des Objektes verursacht, Spekulationen um eine möglicherweise intelligente Herkunft, sprich eine von einer außerirdischen Zivilation auf die Reise geschickte Sonde. Gesichert ist, dass es sich um ein interstellares Objekt von außerhalb unseres Sonnensystems handelt und es nach dem Durchflug auch wieder auf Nimmerwiedersehen verschwinden wird. Dies kann aus der hyperbolischen Flugbahn geschlossen werden, auf der sich das Objekt um die Sonne bewegt. Bei einer Rückverfolgung der Flugbahn sieht es so aus, als ob es aus Richtung des Sternbildes Lyra kam und mit etwa 25 km/s durch den interstellaren Raum kreuzte. Das Objekt bekam die offizielle Bezeichnung A/2017 U1 und den Namen "'Oumuamua" , was Hawaiianisch für "allererster Pfadfinder" (oder "Botschafter") steht. Nachfolgende Grafik zeigt die Flugbahn und zum Vergleich eine typisch elliptische Umlaufbahn eines Kometen.

Quelle: Brooks Bays / SOEST Publication Services / UH Institute for Astronom

Animation der Flugbahn (Quelle: Youtube TheBadAstronomer):

Einzelheiten zum Objekt selber sind leider nicht gesichert, was auch daran liegt, dass ee erst beim Verlassen des Sonnensystems endeckt wurde und nur als Lichtpunkt in den Teleskopen erschien. Die Reflektionen legen nahe, dass es eine oberste Schicht aus rötlichem, organischen Material oder Eisen besitzt. Ferner muss es ein sehr dunkler Körper sein, da er kaum Sonnenlicht reflektiert. Bzgl. Form und Größe gibt es keine eindeutigen Erkenntnisse und es gibt einen gewissen Spielraum. Ausgehen kann man lediglich von einer länglichen bzw. schmalen Form, bspw. wie eine Zigarre oder ein plattgedrückter Pfannkuchen. Die Vermutungen zur Länge schwanken zwischen 400 und 800 Meter, bei einem Längen-Breiten-Verhältnis von bis zu 10:1, was in jedem Fall für einen Asteroiden außergewöhnlich ist. Da es in einem ziemlich regelmäßigen Zyklus von 7 bis 8 Stunden heller und dunkler wurde, lässt sich ferner daraus schließen, dass das Objekt durch den Raum taumelt. Alle bildlichen Darstellungen, die dazu kursieren, sind mangels optischer Beobachtungsmöglichkeiten lediglich künstlerische Interpretationen (s. folgende Bilder).

Gute Zusammenfassungen dessen, was zu 'Oumuamua bekannt ist, liefert der bekannte Astronom und Blogger Florian Freistetter hier und hier.

Bis zu diesem Zeitpunkt gab es trotz der Ungewöhnlichkeit des Objektes keine ernstzunehmenden Zweifel daran, dass es ein Asteroid sein könnte. "Nichts an der Bewegung von ‘Oumuamua deutet darauf hin, dass es sich um ein künstliches Objekt handelt. Es bewegt sich exakt so, wie es von einem Felsbrocken zu erwarten ist der sich rein von der Gravitationskraft der Sonne beeinflusst bewegt. Man beobachtet dort genau die Art von reflektiertem Licht, die man von einem Asteroid erwartet, und man hat keine andere oder unerwartete elektromagnetische Strahlung gemessen." so Freistetter.

Vor kurzem jedoch erregten die Harvard Professoren Abraham Loeb und Shmuel Bialy mit einer Studie Aufmerksamkeit (hier als PDF abrufbar), die nichts weniger enthielt, als die Vermutung, dass 'Oumuamua kein Asteroid, sondern ein Sonnensegel sein könnte. Da die Menschen noch keines ins All geschossen haben, müsste es von einer außerirdischen Intelligenz stammen. Das war ein Paukenschlag, der natürlich eine beträchtliche Resonanz in den Medien erfuhr. Also ist 'Oumuamua tatsächlich ein außerirdisches Raumschiff?

Hauptindiz dafür sei lt. der Studie die Merkwürdigkeit, dass das Objekt, als es das Sonnensystem verlies, beschleunigte, oder, genauer gesagt, es nicht so verlangsamte, wie man es aufgrund der Schwerkraft der Sonne erwarten würde. Es war, als ob eine andere Kraft, neben der Schwerkraft, im Spiel wäre. Die offensichtliche Idee (für Astronomen) ist, dass es wirklich wie ein Komet ist. Wenn sich Eis in Gas verwandelt und ausdehnt, übt es eine Kraft auf das Objekt aus. Es wurden jedoch erneut keine solche Emissionen festgestellt, und auch keine daraus resultierenden charaktristischen, schnelleren Drehungen. Das ist also ein bisschen ein Rätsel. Ausgehend davon untersucht die Studie die Möglichkeit, dass der Druck des Sonnenlichts auf das Objekt wirkt. Photonen haben zwar keine Masse, aber sie können Druck ausüben. Der Strahlungsdruck wird anhand der Allgemeinen Relativitätstheorie gut verstanden. Dieser Druck ist ziemlich klein, kann jedoch für Objekte mit geringer Masse, aber großer Fläche von Bedeutung sein.
Unter Verwendung einiger Annahmen ziehen die Autoren den Schluss, dass die Beschleunigung von Oumuamua sinnvoll ist, wenn es sich nicht um eine große Weltraumzigarre handelt, sondern eher um ein abgeflachtes Blatt, nur maximal einen Millimeter dick und vielleicht 30 bis 50 Meter breit. Dies hört sich verdächtig wie ein Sonnen- oder Lichtsegel an. Das ist ein Weg, um ein Raumschiff ohne Raketenantrieb auf hohe Geschwindigkeit zu beschleunigen. Stattdessen befestigt man ein sehr großes, aber sehr leichtes, reflektierendes Segel, und lässt den Druck des Sonnenlichts darauf wirken. Das ist tatsächlich eine sehr gut untersuchte Idee. In der Tat plant die Planetary Society, irgendwann in naher Zukunft ein Probesegel zu starten.
Die Autoren behaupten zwar nicht, dass es das wäre und sprechen auch immer im Konjunktiv (... wenn das und das, dann könnte...) und formulieren es als eine diskutable Möglichkeit, die man nicht außer Acht lassen solle, dennoch impliziert die Studie letztlich genau das.
Interessanterweise arbeitet Loeb, der Hauptautor der Studie, an einem Projekt, in dem genau das untersucht wird, wie ein Sonnensegel zu nahegelegenen Sternen geschickt werden könnte.

Künstlerische Darstellung eines Sonnensegels (Quelle: NASA (Aussschnitt))

Was lässt sich an der geäußerten These kritisieren: Nun, nur weil wir keine kometenähnlichen Emissionen von 'Oumuamua gesehen haben, heißt das nicht, dass es keine gab. Tausende von Jahren durch den interstellaren Raum zu reisen, bedeutet, dass es kosmischen Strahlen ausgesetzt war, die die Oberflächenchemie und die Materialemission verändern könnten. Normalerweise wird der Staub hell, wenn also Gas statt Staub ausgestoßen wird, ist es schwieriger zu sehen. Und wir haben es nicht gesehen, bis es sich auf dem Weg aus dem Sonnensystem befand, als es schwach war, also hätten wir es wieder übersehen können. Zudem würden aufgrund der relativ geringen Größe bzw. Masse auch sehr kleine Emissionen genügen, die ggf. nicht zu erkennen waren. Sofern die Emissionen im Massenmittelpunkt erfolgten, würde auch die zu erwartende Rotationsänderung nicht eintreten.

Da wir wissen, wie weit entfernt und wie hell das Objekt war, als es vorbeiflog, können wir die Größe abschätzen. Etwas Dunkleres müsste größer sein, und etwas Schimmerndes könnte kleiner sein. Wenn also 'Oumuamua zu 100% reflektierend wäre, wie ein Spiegel (oder ein Sonnensegel), würde der Durchmesser etwa 50 Meter betragen. Dies entspricht ungefähr der Größe, die die Autoren dafür schätzen. Das wäre ganz ordentlich und würde der Annahme nicht widersprechen. Andererseits, warum so ein kleines Sonnensegel bauen? Will man im interstellaren Raum von Punkt A nach Punkt B gelangen benötigt man Geschwindigkeit. Die berechneten 25 km/s wären schnell, aber nicht im interstellaren Verhältnis. Das Wesentliche an einem Sonnensegel ist, dass es zwar eine geringe Beschleunigung hat, aber dafür für eine sehr lange Zeit beschleunigt und so sehr hohe Geschwindigkeiten erreichen kann, sogar tausende oder zehntausende Kilometer pro Sekunde sind erreichbar, was genau das ist, was man für interstellare Reisen will. Dagegen sind die 25 km/s ein langsames Dahinkriechen. Die Autoren weisen diesen Einwand zurück, mit der Behauptung, es könne sich um Weltraummüll handeln, das als Ballast ausgeworfen wurde. Das erscheint allerdings eher als eine so genannte "unbegründete Ausnahme" und wäre damit ein unzulässiger Fehlschluss, was in einer wissenschaftlichen Diskussion fehl am Platz ist.

Schwer zu erklären mit einem Sonnensegel ist auch die periodische Helligkeitsänderung, außer es wäre außer Kontrolle geraten und taumelt (letzteres nimmt man auch an), was dann aber auch bedeuten würde, dass es als Segel schlicht nicht funktionieren würde. Also kann man auch dagegen halten, dass die Grundlage für die gesamte Idee ohnehin falsch wäre.

Loeb und Bialy haben auch in Erwägung gezogen, dass das Objekt absichtlich in unser Sonnensystem zur Erkundung geschossen wurde. Also quasi ein außerirdischer Spion. Allerdings haben Radioastronomen vom Green-Bank-Observatorium keine Radiowellen oder anderweitige EM-Emissionen messen können, die auf eine Datenübertragung "nach Hause" schließen lassen würde. Gut, prinzipiell wäre die Flugbahn dafür geeignet, indem man von "oben" in ein System einfliegt, um Kollissionen mit Asteroiden und Planeten auf der Planetenebene zu entgehen und mit dem Schwenk um die Sonne wieder Schwung für den Rausflug aufzunehmen. 'Oumuamua kreuzte die Planeteneben jedoch zwischen Sonne und Merkur, womit sich eine Aliensonde aber schwer tun würde, um bspw. die Erde und die äußeren Planeten zu erforschen. Ebenso würde man ein Abbremsen erwarten, um in der Planetenebene Daten zu sammeln. Auch ein Kommunikationsversuch wäre anzunehmen. Nichts dergleichen wurde beobachtet.

Letztlich wissen wir zu wenig über 'Oumuamua, als dass wir genau auf Größe und Form schließen und über die Gestalt und Art eines Raumschiffs sinnieren könnten. Viel Spielraum für Spekulationen also. Manches mag für die Idee eines Sonnensegels sprechen, aber weitaus mehr dagegen. 'Oumuamua ist fraglos ein faszinierendes, mysteriöses Objekt. Rätselhafte Zusatzbeschleunigungen gab es auch schon bei der so genannten Pioneer-Anomalie. Mittlerweile hatten sich diese als ganz harmloser Effekt entpuppt, denn Wärmestrahlung gab den Raumsonden einen Extraschubs. Muss man bei 'Oumuamua aber gleich die Alien-Karte spielen? Aber Loeb ist auch Medienprofi und mit der Sonnensegelbehauptung hat er große Aufmerksamkeit für das Breakthrough-Projekt "Starshot" bekommen, an dem er beteiligt ist. In der Danksagung der Publikation gibt er offen zu, dass die Publikation in Teilen von der Breakthrough-Preis-Stiftung gefördert wurde. Ein Schelm, wer Böses dabei denkt. Loeb schloss in einem Interview nicht aus, den "Botschafter" in den nächsten rund zehn Jahren noch mittels Swing-by-Manöver zu verfolgen, um ihn zu studieren. Preisschild für eine solche Mission: etwa eine Milliarde Euro. Oder wird sich bald eine neue Chance bieten, wenn wir erneut Besuch von einem interstellaren Vagabunden bekommen? Die Astronomen stehen jedenfalls mit ihren Teleskopen bereit.
Sollten die Astronomen 'Oumuamuas Heimat genau lokalisieren, könnten sie dorthin gezielt Radiosignale funken. Vielleicht erhalten wir dann in ein paar Jahren Antwort von einer außerirdischen Intelligenz.

Sehr gute Darstellung dessen, was in der erwähnten Studie steht, auf deutsch (Quelle: YouTube Raumzeit - Vlog der Zukunft)

Beitrag von Harald Lesch mit Kurzkritik (Quelle: YouTube Terra X Lesch & Co)

Update: Vom 23. November bis zum 5. Dezember 2017 wurde das Allen Telescope Array (ATA) des SETI Institute, ein System aus 42 Radiogeräten in Nordkalifornien, dazu genutzt, um nach möglichen Oumuamua-Signalen zu suchen. Zu dieser Zeit befand sich das Objekt etwa 275 Millionen Kilometer von der Erde, fast zweimal so weit wie unser Planet von der Sonne, entfernt. Das Team lauschte nach Pings mit einer Frequenz zwischen 1 und 10 Gigahertz und einer Auflösung von 100 Kilohertz. Die Beobachtungskampagne war in der Lage, Signale eines omnidirektionalen Senders mit einer Leistung zwischen 30 und 300 Milliwatt aufzunehmen. Gesucht wurde nach einem SIgnal, das beweisen  würde, dass das Objekt eine Technologie enhält. Trotz der sensiblen Suche wurden keine entsprechenden Funksignale gefunden. Die Suche ist Gegenstand einer Studie, die in der Februarausgabe 2019 von Acta Astronautica veröffenbtlicht wird (Quelle: Space.com).

Der russische Milliardär Juri Milner, der unter anderem das SETI-Projekt finanziell unterstützt, hatte die eigene "Breakthrough Listen"-Initiative genutzt, um ebenso der Sache auf den Grund zu gehen. Dazu wurde eines der größten Radioteleskope, die 100-Meter-Antenne des Green-Bank-Observatoriums, Im Dezember 2017 für zehn Stunden auf 'Oumuamua ausgerichtet, um nach möglicherweise extraterrestrischen Funksdignalen lauschen. Die Idee dahinter: Würde es sich um eine Alien-Sonde handeln, würde diese evtl. mit Funksignalen kommunizieren. Funksignale wurden jedoch keine registriert (Quelle: spektrum.de).

Loeb hat bereits Anfang 2017 über außerirdische Lichtsegel spekulkiert, im Rahmen der bislang ungeklärten so genannten schnellen Radioblitze, extrem kurze, energiereiche Ausbrüche von Radiostrahlung. Erst 17 dieser Strahlungsausbrüche wurden bisher registriert, um deren Entstehung sich diverse Hypothesen ranken. Loeb hält einen künstlichen Ursprung der seltsamen Signale für zumindest überprüfenswert. Anlass der Überlegungen ist der Umstand, dass die Radioblitze anscheinend doch nicht so zufällig auftreten, wie es zuerst schien und eine ganze Serie dieser Blitze aus einer einzelnen Quelle zu kommen scheinen: einer etwa drei Milliarden Lichtjahre entfernten Zwerggalaxie. Womöglich, so Loeb, seien die Signale deswegen künstlich erzeugt, um Raumfahrzeuge mit Lichtsegeln anzutreiben. Entsprechende Pläne gibt es zum Beispiel bei der NASA, um Sonden zum Nachbarstern Alpha Centauri zu schicken. Andere Erklärungsmodelle gehen dagegen von Kollisionen von Neutronensternen oder Schwarzen Löchern als Urheber aus (Quelle: spektrum.de).

Quellen:
arXiv COULD SOLAR RADIATION PRESSURE EXPLAIN ‘OUMUAMUA’S PECULIAR ACCELERATION? 
Scienceblogs Ein Botschafter aus dem Raum zwischen den Sternen: ‘Oumuamua, der erste interstellare Asteroid 
Scienceblogs Lang, schmal und sehr seltsam: Der interstellare Asteroid ‘Oumuamua wird immer interessanter! 
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