Una investigación publicada recientemente en el servidor de pre-impresión Arxiv revela que varios objetos interestelares han ingresado en nuestro Sistema Solar. Es decir, Oumuamua y 2I/Borisov no fueron los únicos.

Cuando Oumuamua atravesó nuestro Sistema Solar allá por 2017, gente de todo el mundo prestó atención. Era el primer objeto interestelar (ISO, siglas en inglés) identificado por los astrónomos.

Luego, en agosto de 2019, el cometa 2I/Borisov viajó a través de nuestro Sistema Solar, convirtiéndose en el segundo ISO en cruzar para una visita. Juntos, los ISO visitantes generaron una ola de investigación y especulación.

Seguro que hay más ISOs que solo esos dos, y un nuevo estudio dice que nuestro Sistema Solar probablemente ha capturado algunos de estos visitantes interestelares, aunque no se quedan por mucho tiempo.

Aunque los ISO son raros, el Sistema Solar es antiguo y es probable que muchos lo hayan visitado. Los astrónomos creen que algunos de estos objetos pueden ser capturados en órbitas solares.

Objetos interestelares en nuestro Sistema Solar

Este estudio examina más de cerca la captura de ISO y pone a prueba la idea de que algunos ISO podrían ser capturados en órbitas cercanas a la Tierra en lugar de en órbitas solares. Los investigadores del trabajo afirman que podría haber una población estable de ISO en órbitas cercanas a la Tierra.

Los investigadores escribieron:

“Los objetos interestelares presentan un mecanismo único para investigar la formación y evolución de los sistemas planetarios, incluido el nuestro”.

Encontrar objetos diminutos en el espacio es extremadamente difícil. Las únicas imágenes que obtenemos de otros sistemas solares son las de sus estrellas o débiles imágenes de algún que otro exoplaneta. A veces, los astrónomos detectan discos de desechos y otras características, pero los detalles finos se les escapan.

Esta figura del estudio ilustra algunas de las simulaciones de partículas en la investigación. En su primer escenario, el sistema simulado solo consiste en el Sol y el sistema Tierra-Luna. Su propósito era aislar el efecto de los planetas gigantes. Los ISO podría pasar entre el Sol y la Tierra o entre la Tierra y la Luna. Crédito de imagen: Mukherjee et al. 2023

Por eso es bueno que otros sistemas solares nos envíen algún que otro emisario involuntario. Estudiar estos ISO es una forma de comprender mejor otros sistemas solares y cómo se forman y evolucionan.

Los autores de este artículo afirman que los ISO ofrecen una oportunidad única para “… investigar la formación y evolución de los sistemas planetarios, incluido el nuestro”.

También señalan que si hay alguno en nuestro Sistema Solar ahora es un punto de gran interés para los astrónomos.

Los investigadores escribieron:

“Aunque raros, los ISO pueden ser capturados en órbitas ligadas por diferentes planetas del Sistema Solar”.

El artículo se titula “Close Encounters of the Interstellar Kind: Exploring the Presence of Interstellar Objects in Near Earth Orbit“. El primer autor es Diptajyoti Mukherjee, estudiante graduado en Astrofísica Computacional del Departamento de Física de la Carnegie Mellon University. Los otros autores son Hy Trac, Amir Siraj y Avi Loeb. El artículo aún no ha sido revisado por pares.

Observando objetos interestelares

Investigaciones recientes han demostrado que el próximo Observatorio Vera Rubin podría encontrar hasta cinco ISO al año y que la Nube de Oort, si existe, podría contener más ISO que objetos nativos del Sistema Solar. Otras investigaciones sugieren que los rayos cósmicos podrían erosionar la mayoría de los ISO hasta reducirlos a la nada. Otros trabajos han demostrado que muchos ISO serían arrastrados hacia Júpiter y destruidos.

Pero ninguno de ellos examinó específicamente los ISO capturados en órbitas cercanas a la Tierra.

Representación artística de Oumuamua. Crédito de imagen: Wikimedia Commons

El estudio se basa en simulaciones numéricas, en las que cada partícula representa un posible ISO en una trayectoria diferente con origen fuera del Sistema Solar. Las simulaciones se basan en gran medida en los efectos de dispersión, en los que una partícula entrante es interferida de diferentes maneras por la Tierra, la Luna, el Sol y Júpiter, de forma combinada y variable.

La investigación incluye secciones transversales de espacio y velocidad que dan lugar a la captura de ISO en órbitas cercanas a la Tierra. Los investigadores las denominan secciones transversales de captura y, tras un amplio conjunto de simulaciones de dispersión de cuerpos N, identificaron tendencias.

No es probable que los ISO capturados tengan órbitas muy estables. Los datos del equipo muestran cómo los ISO podrían ser capturados en órbitas cercanas a la Tierra, pero buscarlos en estas órbitas iniciales podría resultar infructuoso. Sería demasiado fácil, ¿no? La naturaleza rara vez revela sus secretos con tanta facilidad.

Los investigadores explican:

“Advertimos al lector de que ésta no es una representación completa de los ISO capturados en la actualidad por la Tierra y Júpiter (en caso de que existan). Los ISO capturados en el pasado evolucionarán sus parámetros orbitales con el tiempo debido a las interacciones con otros planetas del Sistema Solar”.

Objetos interestelares capturados en el Sistema Solar

El equipo realizó algunos cálculos orbitales a largo plazo para un subconjunto de ISO capturados hasta dentro de 10 millones de años para comprobar su supervivencia. Trazaron la supervivencia de los objetos en sus órbitas cercanas a la Tierra. Algunos ISO podrían escapar de su órbita de captura inicial hacia otra órbita de captura, pero esos ISO quedan fuera de este esfuerzo.

Representación artística de objetos interestelares. Crédito de imagen: depositphotos.com

Una vez que un NEO capturado abandona su órbita cercana a la Tierra, abandona el Sistema Solar o adopta una nueva órbita con un perihelio y un semieje mayor. Pero los objetos capturados por la Tierra tienen una tasa media de supervivencia dos o tres veces superior a los capturados por Júpiter.

Si hay ISO capturados en órbita cercana a la Tierra, no duran mucho. Los ISO capturados por Júpiter en órbitas cercanas a la Tierra tienen una vida media de unos 50.000 años. Los capturados por la Luna-Tierra tienen una vida media de unos 130.000 años. Otra forma de ver esto es que la población de ISO capturados por Júpiter se reduce al 10% de la fracción original en sólo 800.000 años. Para los ISO capturados por la Tierra y la Luna, son 2.1 millones de años.

Pero muchos de estos objetos serán extremadamente pequeños, nada que ver con Oumaumua o el cometa Borisov. La población está dominada por ISO de alrededor de 1 metro de diámetro. No hay forma de que un objeto como Borisov u Oumuamua pueda ser capturado jamás a menos que lo hagamos artificialmente.

Si alguna vez encontramos uno de estos ISO capturados, dependerá de instalaciones como el Observatorio Vera Rubin y su Legacy Survey of Space and Time. Se trata de un sondeo del cielo austral planificado para diez años que debería comenzar en algún momento después de su primera luz en agosto de 2024.

Tomará imágenes del cielo repetidamente y encontrará pequeños objetos que se mueven por el Sistema Solar. Según algunas estimaciones, encontrará unos pocos objetos del tamaño de Oumuamua al año.

Según los autores, podría haber una población más importante de ISO capturados ocultos entre otros objetos cercanos a la Tierra. Esto demuestra la necesidad de estudiarlos con mayor detalle. La mejor manera de estudiarlos es salir al encuentro de uno de los más grandes.

La misión Comet Interceptor de la ESA podría hacerlo. Una nave robótica podría esperar en el punto LaGrange 2 entre el Sol y la Tierra a que se identificara un ISO adecuado, gracias a la información que le proporcionaría el Observatorio Vera Rubin. Entonces se podría enviar el Interceptor para interceptarlo, observarlo y recoger una muestra de su cola.

La ESA colabora con JAXA, la Agencia Espacial Japonesa, y planean lanzar el Interceptor de Cometas en 2029.

Los autores afirman:

“Detectando y estudiando los objetos interestelares capturados, podemos aprender sobre las propiedades y orígenes de tales objetos, y sobre la formación y evolución de los sistemas exoplanetarios e incluso de nuestro Sistema Solar.”

Los hallazgos de la investigación han sido publicados en el servidor de pre-impresión arXiv.org.

[Fuente: UT]

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