Oumuamua no fue ni será el único objeto interestelar (ISO) en visitarnos.
Crédito: MysteryPlanet.com.ar.
Cuando Oumuamua viajó a través de nuestro sistema solar en 2017, personas de todo el mundo prestaron atención. Fue el primer ISO que los astrónomos identificaron. Luego, en agosto de 2019, el cometa 2I Borisov hizo lo mismo, convirtiéndose en el segundo visitante de otro sistema. Juntos, estos dos objetos generaron una ola de preguntas y especulaciones.
Ahora, un nuevo estudio dice que nuestro sistema solar probablemente ha capturado más de estos visitantes interestelares —incluso en órbitas cercanas a la Tierra—.
«Los objetos interestelares presentan un mecanismo único para investigar la formación y evolución de los sistemas planetarios, incluido el nuestro», dicen los autores en un artículo titulado Encuentros cercanos del tipo interestelar: Explorando la presencia de objetos interestelares en la órbita cercana a la Tierra.
«Aunque es raro, los ISOs pueden ser capturados en órbitas unidas por diferentes planetas en el sistema solar», escriben.
Investigaciones recientes nos mostraron que el próximo Observatorio Vera Rubin podría encontrar hasta cinco ISOs por año y que la Nube de Oort podría contener más ISOs que los objetos nativos del sistema solar. Otra investigación sugiere que los rayos cósmicos podrían erosionar la mayoría hasta dejarlos en nada. Y otros documentos han demostrado que muchos serían atraídos hacia Júpiter y destruidos.
Pero ninguno de ellos examinó específicamente los ISOs capturados en órbitas cercanas a la Tierra.
Entre centauros
El estudio actual se basa en simulaciones numéricas, donde cada partícula en las simulaciones representa un ISO potencial en una trayectoria diferente que se origina fuera del sistema solar. Las simulaciones se basan en gran parte en los efectos de dispersión, en los que la Tierra, la Luna, el Sol y Júpiter interfieren de diferentes maneras en una partícula entrante, en diferentes formas combinadas.
La investigación involucra secciones transversales de espacio y velocidad que dan como resultado que los ISOs se capturen en órbitas cercanas a la Tierra. Los investigadores las llaman «secciones transversales de captura» y, después de un gran conjunto de simulaciones de dispersión de N-cuerpos, identificaron tendencias.
Esta figura 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. (Mukherjee et al. 2023)
Los resultados muestran que el masivo Júpiter juega un papel dominante. La sección transversal de captura de la Tierra-Luna y Júpiter «… domina la captura de objetos interestelares en órbitas cercanas a la Tierra por un factor de 104 en comparación con la de la Tierra-Luna».
Otro dato interesante surgió cuando los autores compararon sus cálculos con la distribución real de cuerpos pequeños conocidos en nuestro sistema solar. Si se capturara un ISO, probablemente terminaría con una distancia promedio del Sol superior a 10 UA, que es la zona habitada por los llamados centauros —pequeños cuerpos del sistema solar con órbitas inestables debido a las interacciones con los planetas gigantes—.
Esta cifra de la investigación compara la eficacia de Júpiter para capturar ISOs en órbitas cercanas a la Tierra en comparación con la eficacia de la Tierra-Luna. La matemática es bastante compleja, pero básicamente, el eje x muestra un exceso de velocidad hiperbólica y, a medida que aumenta, la eficiencia de captura disminuye. Crédito: Mukherjee et al. 2023.
¿Podrían los ISOs estar escondidos entre los centauros?
«No se considera que los centauros conocidos tengan un origen interestelar», escriben los astrónomos. «Sin embargo, nuestro estudio sugiere que puede merecer un examen más detenido».
Supervivencia de los objetos interestelares
Para probar la supervivencia, el equipo realizó algunos cálculos orbitales para un subconjunto de estos objetos capturados en un lapso de tiempo de hasta 10 millones de años.
Así, llegaron a la conclusión de que los ISOs capturados en una órbita cercana a la Tierra no duran mucho. Los ISOs capturados por Júpiter en órbitas cercanas a la Tierra tienen una vida media de unos 50.000 años. Los capturados por la Tierra-Luna tienen una vida media de unos 130.000 años.
Crédito: Mukherjee et al. 2023.
Otra forma de ver esto es que la población de ISOs capturada por Júpiter se reduce al 10 por ciento de la fracción original en solo 800.000 años. Para los ISOs capturados por la Tierra-Luna, son 2,1 millones de años.
Pero muchos de estos objetos serían extremadamente pequeños —nada como Oumaumua o el cometa Borisov—. La población está dominada por ISOs de aproximadamente 1 metro de diámetro. No hay forma de que un objeto como Borisov u Oumuamua pueda ser capturado a menos que lo hagamos artificialmente.
Interceptores de ISOs
Si alguna vez vamos a encontrar uno de estos ISO capturados, dependerá de instalaciones como el Observatorio Vera Rubin y su Legacy Survey of Space and Time. Es un estudio planificado de diez años del cielo del sur que debería comenzar en algún momento después de su primera luz en agosto de 2024. Tomará imágenes repetidamente del cielo y encontrará pequeños objetos que se mueven a través del sistema solar. Algunas estimaciones dicen que encontrará algunos objetos del tamaño de Oumuamua por año.
De acuerdo a los autores, podría haber una población más importante de ISOs capturados escondidos entre otros objetos cercanos a la Tierra (NEOs). Esto demuestra la necesidad de estudiarlos con mayor detalle. Y la mejor manera de hacerlo es salir y conocer a uno de los más grandes.
La misión Comet Interceptor de la ESA podría hacerlo. Confiando en el aviso previo de un ISO que se aproxima que proporcionará el Observatorio Vera Rubin, una nave espacial robótica podría esperar en el punto Lagrange 2 —a 1,5 millones de kilómetros de la Tierra en dirección opuesta al Sol— hasta que se identifique un ISO adecuado. Luego, se podría enviar el Interceptor para observarlo y recolectar una muestra de su cola.
La ESA se ha asociado con JAXA, la Agencia Espacial Japonesa, y planean lanzar el Comet Interceptor en 2029.
«Al detectar y estudiar los objetos interestelares capturados, podemos aprender sobre las propiedades y los orígenes de dichos objetos, y la formación y evolución de los sistemas exoplanetarios e incluso de nuestro sistema solar», concluyen.
El primer autor del estudio es Diptajyoti Mukherjee, estudiante graduado en Astrofísica Computacional del Departamento de Física de la Universidad Carnegie Mellon. Los otros autores son Hy Trac, Amir Siraj y Avi Loeb.
