Fábricas de objetos interestelares en la Galaxia

En apenas dos años fueron descubiertos dos objetos interestelares: 1I/'Oumuamua en el 2017 y 2I/Borisov en el 2018. Estos espectaculares hallazgos fueron posibles gracias a un riguroso y constante monitoreo del cielo. Se trata de observar pacientemente las estrellas de la bóveda celeste y registrar cada vez que: 1) aparece un puntito muy tenue que se mueve con respecto a las estrellas de fondo, o 2) se percibe una leve disminución del brillo de una de las estrellas. En el primer caso, es posible seguir el movimiento del bólido y deducir en base a su trayectoria la órbita completa (radio, excentricidad, inclinación, orientación, etc.). En el segundo caso, hay que tener algo de suerte y esperar que ese mismo objeto oculte otra estrella para poder establecer su movimiento y su velocidad.

1I/'Oumuamua observado con el telescopio William Herschel el 28/10/2017
Crédito: NASA (Wikipedia)

Dichos eventos ocurren con mucha frecuencia dado que hay cientos de miles de cuerpos menores que orbitan alrededor del Sol. Éstos tienen diámetros muy variados (desde algunos centenares de metros hasta decenas de kilómetros de diámetro) y cada tanto pasan lo suficientemente cerca de la Tierra para poder ser observados. Cuando esto ocurre, en base a la calidad de los datos (imágenes directas u ocultación) los astrónomos pueden establecer la forma y el tamaño aproximados del cuerpo menor. De esta manera es posible identificar y cartografiar las órbitas de los cuerpos menores que orbitan en las vecindades de la órbita terrestre y dentro del Sistema Solar en general. Esta tarea es de primordial importancia para los programas de protección espacial para anticipar eventos astronómicos potencialmente peligrosos para la Humanidad. Por otro lado, la gran cantidad de pequeños objetos orbitando alrededor del Sol indica que el proceso de formación planetaria no fue eficaz al 100%. De alguna forma, estos 'planetesimales' pueden considerarse como los escombros que quedaron dando vueltas una vez que se formaron los planetas del Sistema Solar

Emisión y movimiento de 2I/Borisov con respecto a la bóveda celeste
Crédito: NASA

Sin embargo, los dos enigmáticos cuerpos 1I/'Oumuamua y 2I/Borisov atravesaron el cielo a una velocidad tal que se pudo establecer de manera robusta que ambos astros no provenían del Sistema Solar. Dicho de otra manera, tenían tanta energía cinética que su órbita alrededor del Sol era hiperbólica (o sea que no era cerrada). Esto significa que vinieron desde más allá de los confines del Sistema Solar (posiblemente desde otra estrella) y que se alejarán indefinidamente del Sol. Tales visitantes son fugaces y se van para siempre... El punto interesante es que estos cuerpos menores seguramente se formaron alrededor de otra estrella (diferente del Sol) y que luego mediante algún proceso físico fueron expulsados de su sistema. De hecho, es bien sabido desde hace más de 25 años que existen planetas alrededor de otras estrellas, llamados exoplanetas. Por ende, es de esperar que durante el proceso de formación (exo)planetaria también se formen (exo)cuerpos menores. Lo que quizás sea más sorprendente es que estos exocuerpos puedan ser expulsados, soportar el viaje mediante el espacio interestelar y pasar volando por el Sistema Solar – como 'Oumuamua y Borisov.

Trayectoria de 1I/'Oumuamua con respecto al Sol y los planetas internos
Crédito: Tomruen, JPL (Wikipedia)

Dadas las limitaciones tecnológicas actuales del monitoreo del cielo – además del desastre causado por los abominables satélites artificiales Starlink de Elon Musk – es notable que en apenas unos años hayamos descubierto dos cuerpos interestelares dentro del Sistema Solar. Esto apunta a la presencia de muchos otros exocuerpos que podrían atravesar (y haber atravesado) nuestro sistema sin ni siquiera ser detectados. Este simple hecho tiene profundas implicaciones astrofísicas: ¡las estrellas de nuestra Galaxia intercambian material planetario de manera frecuente! Cabe notar que algunas personas han especulado acerca de la posibilidad de usar dichos bólidos interestelares como naves espaciales para alejarnos del Sol para siempre. Por ahora, no obstante, sigue siendo una idea descabellada dado que difícilmente una colonia de humanos o incluso robots podrían soportar un viaje semejante de varios miles de años.

Recientemente, un equipo de investigadores liderado por Suzanne Pfalzner estudió los mecanismos mediante los cuales es posible que una estrella pierda parte del material que la rodea durante el encuentro entre dos estrellas. Estos 'rendez-vous' estelares ocurren preferentemente durante los primeros 10 millones de años de vida de las estrellas. Si las estrellas se acercan lo suficiente una de la otra, la perturbación de las órbitas del material circunestelar causa la eyección de una parte de los cuerpos menores. Es incluso posible expulsar planetas que pueden luego volar libremente por el espacio (planetas vagabundos) o terminar orbitando alrededor de la otra estrella. Sea como fuere, en este artículo los investigadores calcularon la fracción y la composición de los cuerpos eyectados en función de los parámetros orbitales del encuentro y las masas estelares. En breve, los encuentros cercanos (< 250 unidades astronómicas) y con estrellas masivas (> 5 masas solares) causan un número elevado de objetos interestelares (por oposición a los cuerpos que mantienen sus órbitas alrededor de una de las dos estrellas).

Artículo publicado en la revista Astronomy & Astrophysics (2021)

Un dato interesante es que las velocidades con las que son expulsados estos objetos es de entre 0.5 y 2 km/s, por oposición a la velocidad de los cuerpos expulsados mediante el mecanismo de difusión planetaria (entre 4 y 8 km/s). Según la zona de densidad estelar, las estrellas pueden eyectar más o menos material al espacio interestelar alcanzando una masa total eyectada bajo forma de cuerpos interestelares de algunas masas terrestres (para las zonas de mayor densidad estelar como por ej. NGC 3603). En el caso de nuestro Sistema Solar, los autores estiman que entre 2 y 3 masas terrestres (12-18 x 10^24 kg) fueron expulsadas al espacio interestelar con una velocidad promedio de 0.7 km/s. La conclusión final es que la mayoría de estos cuerpos deben ser parecidos a los cometas (como Borisov) en vez de parecerse a los asteroides (como 'Oumuamua) y deben tener un déficit de CO (monóxido de carbono) en su superficie.

Las campañas de observación, en curso y en el futuro, permitirán estimar con mejor precisión la frecuencia de estos cuerpos interestelares en el Sistema Solar y sus velocidades. En definitiva, aumentar la estadística será crucial para poder sacar conclusiones en cuanto la cantidad de cuerpos flotando por el espacio exterior y el rol de los encuentros estelares en la producción de bólidos interestelares.