El 17 y 18 de octubre de 2017, un objeto inusual cruzó a toda velocidad el campo de visión de un gran telescopio ubicado cerca de la cima de un volcán en la isla hawaiana de Maui. El telescopio Pan-STARRS1 fue diseñado para estudiar el cielo en busca de eventos transitorios, como sobrevuelos de asteroides o cometas. Pero esto era diferente: el objeto no estaba ligado gravitacionalmente al Sol ni a ningún otro cuerpo celeste. Había llegado de otro lugar.
El misterioso objeto fue el primer visitante del espacio interestelar observado pasando por el sistema solar. Los astrónomos lo llamaron 1I/’Oumuamua, tomando prestada una palabra hawaiana que se traduce aproximadamente como “mensajero de lejos que llega primero”. Dos años más tarde, en agosto de 2019, el astrónomo aficionado Gennadiy Borisov descubrió el único otro intruso interestelar conocido, ahora llamado 2I/Borisov, utilizando un telescopio de construcción propia en el observatorio MARGO en Nauchnij, Crimea.
Si bien es típico asteroides y cometas En el sistema solar que orbita alrededor del Sol, ‘Oumuamua y Borisov son nómadas celestiales que pasan la mayor parte de su tiempo vagando por el espacio interestelar. Se había planteado la hipótesis de la existencia de tales intrusos en el sistema solar, pero los científicos esperaban que fueran raros. “Nunca pensé que veríamos uno”, dice la astrofísica Susanne Pfalzner del Centro de Supercomputación de Jülich en Alemania. Al menos no durante su vida.
Con estos dos descubrimientos, los científicos ahora sospechan que los intrusos interestelares son mucho más comunes. En este momento, sólo dentro de la órbita de Neptuno, podría haber alrededor de 10.000 objetos interestelares del tamaño de Oumuamua, estima el científico planetario David Jewitt de UCLA, coautor de una descripción general de la comprensión actual de los intrusos interestelares en el 2023 Revista Anual de Astronomía y Astrofísica.
Los investigadores están ocupados tratando de responder preguntas básicas sobre estos objetos alienígenas, incluido de dónde vienen y cómo terminan vagando por la galaxia. Los intrusos también podrían proporcionar una nueva forma de investigar características de sistemas planetarios distantes.
Pero primero, los astrónomos necesitan encontrar más.
“Estamos un poco atrasados en este momento”, dice Jewitt. “Pero esperamos ver más”.
2I/Borisov aparece como un punto azul borroso frente a una galaxia espiral distante (izquierda) en esta imagen de noviembre de 2019 tomada por el Telescopio Espacial Hubble cuando el objeto estaba aproximadamente a 200 millones de millas de la Tierra. CRÉDITO: NASA, ESA Y D. JEWITT (UCLA)
Orígenes alienígenas
Al menos desde principios del siglo XVIII, los astrónomos han considerado la posibilidad de que existan objetos interestelares. Más recientemente, modelos informáticos han demostrado que el sistema solar envió hace mucho tiempo su propia población de cuerpos más pequeños a los vacíos del espacio interestelar debido a interacciones gravitacionales con los planetas gigantes.
Los científicos esperaban que la mayoría de los intrusos fueran exocometas compuestos de materiales helados. Borisov encajaba en este perfil: tenía una cola hecha de gases y polvo creados por el hielo que se evaporaba durante su paso cercano al Sol. Esto sugiere que se originó en la región exterior de un sistema planetario donde las temperaturas eran lo suficientemente frías como para que gases como el monóxido de carbono se congelaran en sus rocas. En algún momento, algo arrojó a Borisov, de aproximadamente un kilómetro de diámetro, fuera de su sistema.
Un posible culpable es un sobrevuelo estelar. La gravedad de una estrella que pasa puede expulsar cuerpos más pequeños, conocidos como planetesimales, desde los confines de un sistema, según un estudio. estudio reciente dirigido por Pfalzner. Un planeta gigante también podría expulsar un objeto de las regiones exteriores de un sistema planetario si un asteroide o cometa se acerca lo suficiente como para que el tirón gravitacional del planeta acelere el cuerpo más pequeño lo suficiente como para escapar del control de su estrella. También pueden producirse aproximaciones cercanas cuando los planetas migran a través de sus sistemas planetarios, como se cree que hizo Neptuno en el sistema solar primitivo.
El intruso interestelar 2I/Borisov (gran punto negro) fue descubierto tres meses antes de que pasara por el Sol, lo que permitió a los astrónomos capturar imágenes del objeto durante aproximadamente un año. La trayectoria de Borisov lo llevó a 180 millones de millas de la Tierra (gran punto azul). Las ubicaciones relativas de Borisov y la Tierra se muestran en tres puntos en el tiempo.
‘Oumuamua, por otro lado, no es lo que los científicos esperaban. Las observaciones sugieren que es bastante alargado, quizás de 240 metros de largo y tan estrecho como 40 metros. Y a diferencia de Borisov, no mostró ninguna actividad de gas o polvo, lo que plantea la posibilidad de que se haya originado más cerca de su estrella, donde hacía demasiado calor para que se formara hielo. Si este fuera el caso, un sobrevuelo estelar o un planeta gigante probablemente no habría podido sacar el objeto de su sistema. En cambio, es posible que haya sido expulsado durante la agonía de su estrella: los pulsos de gas de una estrella moribunda podrían empujar planetas y planetesimales hacia afuera, desestabilizando sus órbitas lo suficiente como para enviar a algunos de ellos a volar al espacio interestelar.
Es posible, sin embargo, que ‘Oumuamua se formara en los fríos confines exteriores de su sistema y, a medida que se acercaba al Sol, desarrollara una cola de gas que no fue detectada por los telescopios. Una pista es que el objeto se aceleró más de lo que se esperaría únicamente debido a la gravedad del sistema solar. Un estudio reciente sugiere que tal impulso podría haber provenido de pequeñas cantidades de desgasificación de hidrógeno que los telescopios no detectaron. Varios asteroides en nuestro sistema solar. Según otro estudio, es posible que haya recibido un impulso similar debido a la desgasificación de vapor de agua. Observaciones futuras realizadas por el telescopio espacial James Webb y por el Misión extendida JAXA Hayabusa2 (que se encontrará con uno de estos asteroides del sistema solar, conocidos como “cometas oscuros”, en 2031) puede detectar bajos niveles de desgasificación.
“Tendremos que esperar y ver, pero podrían ser análogos de ‘Oumuamua”, dice el científico planetario Darryl Seligman de la Universidad de Cornell, coautor con Jewitt de la revisión de intrusos interestelares.
Buscando nómadas
Más datos, provenientes de más intrusos, pueden ayudar a resolver algunas de estas preguntas. Para recopilar estos datos, los científicos necesitarán mejores probabilidades de detectar los objetos cuando pasen por el sistema solar. “Si Pan-STARRS1 no hubiera observado dónde lo hicimos esa noche en particular, es probable que ‘Oumuamua nunca hubiera sido encontrado”, dice el astrónomo Robert Weryk, ex miembro de la Universidad de Hawaii, quien descubrió al intruso en los datos del telescopio.
El proximo Estudio heredado del espacio y el tiempo Se espera que el Observatorio Vera C. Rubin aumente las posibilidades de los astrónomos de encontrar estos rápidos movimientos: a partir de 2025, el telescopio del observatorio obtendrá imágenes de todo el cielo visible del sur cada pocas noches, y su espejo primario tiene un diámetro de casi siete metros. más grande que Pan-STARRS1, lo que le permite ver objetos más débiles y más lejanos. Una vez que se detectan intrusos, los telescopios terrestres y espaciales tomarán imágenes de ellos para tratar de determinar de qué están hechos. Y si se descubre un objetivo alcanzable, la Agencia Espacial Europea y la Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial Interceptor de cometascuyo lanzamiento está previsto para 2029, podría redirigirse para visualizar al visitante de cerca.
El Observatorio Vera C. Rubin en el norte de Chile albergará el Legacy Survey of Space and Time, de una década de duración, que comenzará en 2025. El Telescopio de rastreo Simonyi de 8,4 metros del Observatorio recopilará imágenes a un ritmo que cubra todo el cielo visible cada pocos noches, lo que potencialmente permitiría la detección de más intrusos interestelares. CRÉDITO: RUBINOBS / NSF / AURA / H. STOCKEBRAND
Con el tiempo, los astrónomos esperan construir un catálogo de objetos interestelares similar al inventario de exoplanetas, que ha aumentado a más de 5.500 entradas desde el primer descubrimiento en 1992. Ese inventario futuro podría ayudar a los investigadores a responder la pregunta de larga data de qué tan típicos son la Tierra y el sistema solar. La composición de una gran muestra de objetos interestelares podría proporcionar pistas sobre la composición de los objetos en sistemas exoplanetarios, incluidos aquellos que podrían albergar vida.
“Los planetesimales son los componentes básicos de los exoplanetas”, dice la astrónoma Meredith Hughes de la Universidad Wesleyan en Middletown, Connecticut. Esto significa que “pueden proporcionar información sobre la diversidad de entornos, incluidos aquellos que podrían ser habitables”.
Ahora, ‘Oumuamua está más allá de la órbita de Neptuno, y el cometa Borisov está casi tan lejos. Continuarán su viaje de regreso a espacio interestelar, donde nadie sabe qué pasará a continuación. Quizás pasarán una eternidad vagando por los vastos vacíos del espacio, o quizás sean capturados por una estrella. O podrían colapsar en un disco de gas y polvo en evolución en un nuevo sistema planetario y comenzar su viaje de nuevo.
Los astrónomos estiman que podría haber más objetos interestelares en la Vía Láctea que estrellas en el universo observable. Encontrar más de ellos ofrecerá una nueva forma de sondear los misterios del cosmos.
“Lo realmente interesante”, dice Pfalzner, “es que los objetos interestelares llegan hasta nosotros”.
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Theo Nicitopoulos es un escritor independiente que cubre noticias sobre ciencias de la Tierra y el espacio.
Este artículo originalmente apareció en Revista Conocibleun esfuerzo periodístico independiente de Annual Reviews.