Ciencias

¿Era el objeto interestelar ‘Oumuamua un iceberg de nitrógeno?

La nube de Oort, postulada en 1950 por el astrónomo holandés Jan Oort, define la periferia del sistema solar, extendiéndose más allá de 100.000 veces la separación Tierra-Sol. Contiene miles de millones de rocas heladas más grandes que la isla de Manhattan, como ladrillos que quedaron del proceso de construcción de planetas en el sistema solar. Los objetos de Oort en órbitas que se acercan al sol aparecen como cometas de período prolongado cuando su hielo se evapora por el calentamiento de la luz solar. Uno de los grandes cometas a largo plazo puede haberse desintegrado hace 66 millones de años, produciendo el impactador Chicxulub que mató a los dinosaurios.

El límite exterior de la nube de Oort llega a la mitad del sistema estelar más cercano, Alpha Centauri. Entonces, si otras estrellas tienen nubes de Oort similares al sol, esas nubes se tocan como colecciones de bolas de billar densamente compactas.

Dado que las rocas más distantes están unidas débilmente a su estrella madre, pueden ser fácilmente desplazadas hacia el espacio interestelar por la perturbación gravitacional de una estrella que pasa. Estos objetos heredarán el movimiento de su estrella madre en relación con el patrón de reposo local (LSR) porque su velocidad orbital inicial alrededor de la estrella es pequeña. Así que fue sorprendente descubrir que el primer objeto interestelar descubierto, ‘Oumuamua, estaba casi en reposo en el LSR, dado que solo una de cada 500 estrellas está estacionaria allí.

A pesar de los primeros intentos de asociar ‘Oumuamua con una estrella de origen específico, no es práctico hacerlo para los objetos interestelares porque una línea de visión en cualquier dirección en el cielo se cruza con varias nubes de Oort que llenan el volumen de la Vía Láctea. Otra sorpresa del descubrimiento de ‘Oumuamua en 2017 fue que la abundancia esperada de rocas interestelares perdidas de los análogos de la nube de Oort es muy pequeña en órdenes de magnitud que la cantidad necesaria para explicar la población inferida de objetos similares a’ Oumuamua. Los viveros que dan lugar a objetos similares a ‘Oumuamua deben ser diferentes de lo que sabemos sobre el sistema solar.

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Recientemente, Alan Jackson y Steven Desch sugirieron que ‘Oumuamua podría ser un iceberg de nitrógeno. Esto representa una rareza, nunca antes vista entre los numerosos cuerpos dentro de nuestra propia nube de Oort. Si el primer objeto interestelar detectado está hecho de nitrógeno puro, implicaría que esos icebergs de nitrógeno son comunes. Generalmente, el nitrógeno se produce junto con el carbono a través del ciclo carbono-nitrógeno-oxígeno, o CNO, en los interiores estelares. El telescopio espacial Spitzer impuso límites estrictos a la presencia de moléculas de carbono cerca de ‘Oumuamua, reforzando las restricciones sobre la ausencia de ((¿OK?)) Señales visuales de la luz solar reflejada por la cola de un cometa. Para explicar la desviación exhibida por ‘Oumuamua de una órbita formada por la gravedad del Sol, alrededor de una décima parte de su masa tuvo que evaporarse en base a la conservación del momento. Cualquier evaporación de nitrógeno habría alterado el período de caída de ‘Oumuamua y causado agitación, mucho más allá de los límites observados. Además, un iceberg de nitrógeno habría heredado el movimiento de su estrella de origen, a diferencia de ‘Oumuamua, que se originó en el patrón de reposo local.

Los confines de la nube de Oort no están protegidos del bombardeo de partículas interestelares. La densidad del viento solar protector disminuye inversamente con la distancia al cuadrado, y el medio interestelar interrumpe el viento a una distancia que es aproximadamente 100 veces la separación Tierra-Sol. Este límite de parada, llamado heliopausa, sigue siendo unas 1.000 veces más pequeño que la extensión de la nube de Oort. En un artículo reciente que escribí con Merav Opher, James Drake y Gabor Toth, mostramos que la heliopausa tiene la forma de un croissant esponjoso, casi redondo. Fuera de ella, los objetos en la nube de Oort están expuestos al mismo entorno que los objetos interestelares, desprotegidos de daños en su superficie por impactos de rayos cósmicos energéticos, polvo o partículas de gas interestelar.

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¿Cómo se formó la nube exterior de Oort? Se sugirió una posibilidad en un artículo reciente con mi estudiante Amir Siraj, quien mostró que un compañero gemelo temporal del sol en su cúmulo de estrellas nacientes, podría haber capturado la población observada de objetos externos de la nube de Oort del entorno del cúmulo. Este proceso también podría explicar la posible existencia de planetas distantes, como el hipotético Planeta Nueve.

Pero un hallazgo aún más sorprendente es que la mayoría de los objetos dentro del volumen de la nube de Oort pueden no estar vinculados al sol. En otro artículo con Amir, mostramos que el reciente descubrimiento del cometa interestelar 2I / Borisov, que probablemente se originó en una nube de Oort alrededor de otra estrella, implica que los objetos interestelares pueden superar a los objetos del sistema solar dentro de nuestra propia nube de Oort. En otras palabras, los objetos de la nube de Oort unidos al sol nadan en un océano de objetos de fondo interestelares que van y vienen. Además, el descubrimiento de 2I / Borisov implica que alrededor del uno por ciento de todo el carbono y el oxígeno de la Vía Láctea puede estar atrapado en objetos interestelares.

Los objetos interestelares varían desde partículas de polvo hasta el tamaño de planetas. Se sabe que el polvo cósmico existe en el espacio interestelar durante más de un siglo, complementando el polvo en el sistema solar, conocido por su luz solar reflejada, que se observa como luz zodiacal. Los planetas flotantes fueron identificados recientemente por el Experimento de lente gravitacional óptico (OGLE), que descubrió varios de estos planetas imprimiendo su efecto de lente gravitacional en el brillo de las estrellas de fondo.

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En total, parece que la Vía Láctea está llena de objetos, algunos vinculados a sus estrellas madre, pero la mayoría flotando en el espacio interestelar. El estudio de las personas que flotan libremente mientras cruzan nuestro patio en el sistema solar nos libera de la necesidad de visitar sus lugares de nacimiento, lo que requeriría viajes muy largos. Con nuestros cohetes químicos existentes, se necesitaría aproximadamente una décima parte de la edad de la Tierra para llegar al centro de la Vía Láctea.

Lo más interesante es que la población de objetos interestelares recién descubierta permite la búsqueda de “botellas” entre todas las rocas que llegan a las orillas del sistema solar. Estas botellas pueden contener mensajes importantes de otras civilizaciones. Citando a Immanuel Kant en su libro Crítica de la razón pura, “Si fuera posible establecer mediante algún tipo de experiencia si hay habitantes de al menos algunos de los planetas que vemos, podría apostar todo lo que tengo a eso. Por tanto, digo que no es solo una opinión, sino una fuerte creencia (en cuya corrección apostaría muchas ventajas en la vida) que también hay habitantes de otros mundos. “

Prudencia Febo

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