Observaciones realizadas en octubre de 2017 tomaron por sorpresa a la comunidad científica: se había descubierto el primer objeto interestelar que visitaba nuestro sistema solar. A partir de entonces, las sorpresas han seguido aumentando.
"Luego fue calculada la órbita y el misterio quedó resuelto... para ser reemplazado por otro mayor. El 31/439 no se desplazaba con una trayectoria asteroidal normal, a lo largo de una elipse por la que volvía con precisión cronométrica cada pocos años. Era un vagabundo solitario entre las estrellas, que hacía su primera y última visita al sistema solar". Así describía Arthur C. Clarke a un viajero interestelar, en 1973, 44 años después, su visión se hizo realidad.
En su novela, encuentro con Rama, Clarke imagina un objeto celeste al que bautizan como el dios Rama y que termina siendo una nave espacial alienígena, construida por alguna inteligencia mucho más avanzada tecnológicamente que los humanos y cuyo propósito permanece sin descifrar.
Descubrimiento y misterios
En octubre de 2017, astrónomos del Instituto de Astonomía de la Universidad de Hawaii, por medio del telescopio Pan-STARRS1 (ubicado también en Hawaii), detectaron un pequeño asteroide, de unos 400 metros, que viajaba demasiado rápido a través del sistema solar. Tras comparar sus observaciones con las de la Agencia Espacial Europea, el resultado de la órbita era claro: se había descubierto al primer visitante proveniente fuera del sistema solar.
Debido a que se trató del primer objeto de esta naturaleza se tuvo que crear una nueva categoría para nombrarlo (su nombre formal es 1I/2017 U1) y ha sido bautizado como ʻOumuamua (que en hawaiano significa algo así como primer mensajero proveniente de un lugar lejano).
Tras el anuncio, observatorios de todo el mundo apuntaron sus poderosos telescopios al viajero interestelar; se encontraban trabajando a contrarreloj, puesto que el viajero ya iba de salida, alejándose 25 kilómetros con cada segundo que pasaba. Las nuevas observaciones encontraron más razones para intrigar a los científicos.
Animación de ʻOumuamua y su trayectoria
Las observaciones mostraban los cambios en luminosidad más drásticos observados en cualquier asteroide: esta información implicaba que se trataba de un objeto largo, con una relación entre largo y ancho de 1:10 (una geometría nunca antes vista en algún otro cuerpo del sistema solar) y que rotaba cata 7.3 horas. Asimismo, se determinó que ʻOumuamua tenía un color rojizo, igual que cuerpos que se encuentran en los límites de nuestro sistema solar.
Cambios del brillo observado en ʻOumuamua (Imagen de European Southern Observatory y K. Meech et al.)
Considerando estas características, los científicos especularon que ʻOumuamua podría tener forma de cigarro (curiosamente, la nave espacial "Rama" de la novela de Clarke tenía la misma forma, aunque era unas 100 veces más grande). Unos meses más tarde, examinando más y mejores mediciones de los cambios de brillo, se empezó a considerar la posibilidad de que tuviera más forma de hot cake y fuera más pequeño.
Representaciones artísticas de ʻOumuamua, izquierda: forma de cigarro (European Southern Observatory y M. Kornmesser), derecha: forma de hot cake (William Hartmann)
El simple hecho de que ʻOumuamua hubiera pasado por el sistema solar y fuera detectado era toda una sorpresa. Haciendo análisis probabilístico considerando, entra otras cosas, las características del instrumento que detectó a ʻOumuamua, científicos determinaron que esta observación implicaría que la cantidad de estos viajeros es mucho mayor de la esperada.
A la par, surgió otro gran misterio. En las observaciones de ʻOumuamua no se había detectado ningún tipo de cola ni chorros, como se esperaría en un cometa, por lo que se consideró que se trataba de una especie de asteroide. Sin embargo, las mediciones de su órbita y velocidad no mentían; su movimiento no podía ser explicado sólo con la gravedad del Sol, de alguna forma ʻOumuamua estaba acelerando.
Composición a color de ʻOumuamua, formada por 192 imágenes; el color fue obtenido usando filtros y es una aproximación (imagen de Gemini Observatory, Association of Universities for Research in Astronomy y National Science Foundation)
Los resultados dejaron perplejos a los astrónomos. Años más tarde, en 2020, se sugirió que el viajero interestelar estaba hecho de hidrógeno sólido. De ser así, la aceleración podría ser consecuencia de chorros de hidrógeno gaseoso producidos por contacto con la luz del Sol y estos chorros de gas no podrían ser detectados fácilmente.
Hidrógeno sólido (dentro del círculo negro) formado sobre helio líquido (Imagen de Palaszewski, 2001)
Sin embargo, al poco tiempo se cuestionó esta teoría. Por un lado, objetos hechos de hidrógeno sólido no podrían sobrevivir viajes tan largos; la colisión con polvo interestelar sublimaría (pasar de sólido a gaseoso) al hidrógeno y con el tiempo sólo quedaría una nube de gas. Por otro lado, la formación de estos objetos es poco probable, porque requieren temperaturas muy bajas para poder formarse.
Nuevas Teorías
En 2021 surgió una nueva hipótesis: que ʻOumuamua está hecho de nitrógeno sólido. En un par de artículos (Parte I, parte II), científicos defienden la idea de que se trate de un pedazo de algún exoplaneta similar a Plutón y tratan de explicar algunas de las extrañezas de ʻOumuamua.
Los científicos desarrollaron modelos matemáticos para calcular la aceleración que experimentaría ʻOumuamua si estuviera hecho de distintos materiales, con distintas geometrías y si su superficie tuviera distintos brillos. Por las observaciones realizadas, se sabe que se trata de un objeto brilloso. Tras realizar cálculos para distintos materiales, los científicos identificaron al nitrógeno sólido como el material más probable. De hecho, el brillo que reflejaría, según su modelo, es similar a la luz reflejada por la superficie de Plutón.
Plutón, en color natural (Imagen de NASA, Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, Southwest Research Institute y Alex Parker)
Tolinas creadas en laboratorio (Imagen de Chao He, Xinting Yu, Sydney Riemer y Sarah Hörst, Johns Hopkins University)
Al conocer el material del que está hecho, se puede predecir la masa que tenía al entrar al sistema solar y su geometría. Las predicciones considerando que ʻOumuamua estuviera hecho de nitrógeno refuerzan la idea de que tiene forma de hot cake y que perdió un 92% de su masa al pasar por el sistema solar. Su extraña geometría podría deberse a la erosión que sufrió el objeto en su viaje interestelar, principalmente ocasionada por rayos cósmicos.
La detección de ʻOumuamua implica que las estrellas eyectan una mayor cantidad de objetos de la que se pensaba (por varios órdenes de magnitud, de hecho). Los científicos argumentan que las nuevas estimaciones podrían ser correctas, por lo que se necesitan hacer correcciones a los modelos actuales usando información más reciente (como las nuevas estimaciones de la cantidad de planetas formados en otros sistemas estelares y las nuevas observaciones del exterior de nuestro propio sistema solar). De hecho, sólo un par de años después, en 2019, un astrónomo amateur de Crimea detectó al segundo viajero interestelar, el cometa 2I/Borisov.
Time-lapse del cometa 2I/Borisov capturado por el Telescopio Espacial Hubble (Imagen de NASA, ESA y J. DePasquale (STScI))
Tomando en cuenta todo esto, los científicos argumentan que ʻOumuamua se trata de un pedazo de exoplaneta similar a Plutón y que se encontraba en las afueras de su sistema estelar, probablemente expulsado cuando se trataba de un sistema joven e inestable. Sus teorías implican que estos sistemas tienen una gran cantidad de cuerpos pequeños hechos de nitrógeno o agua sólidas (los de nitrógeno sobrevivirían menos tiempo de viaje interestelar, pero, debido a su brillo, serían más fáciles de detectar). Asimismo, considerando su velocidad y masa, creen que ʻOumuamua provenga del brazo de Perseo.
A pesar de que ʻOumuamua sólo haya estado de visita y que las observaciones sólo pudieran hacerse por poco tiempo, la información que nos dio este viajero nos ayuda a entender mejor la composición del exterior de los sistemas solares (incluyendo el nuestro), su evolución y cómo es el espacio entre las estrellas, algo que será útil para los humanos del futuro.
Más información
Comunicado de prensa del Instituto de Astronomía de la Universidad de Hawaii (inglés):
- http://www.ifa.hawaii.edu/info/press-releases/Oumuamua/
Parte I del artículo que propone que ʻOumuamua esté hecho de nitrógeno sólido (inglés):
- Jackson, A.P. y Desch, S. J. (2021). 1I/‘Oumuamua as an N2 ice fragment of an exo‐Pluto surface: I. Size and Compositional Constraints. doi: 10.1029/2020JE006706
Parte II del artículo que propone que ʻOumuamua esté hecho de nitrógeno sólido (inglés):
- Desch, S. J. y Jackson, A.P. (2021). 1I/‘Oumuamua as an N2 ice fragment of an exo‐pluto surface II: Generation of N2 ice fragments and the origin of ‘Oumuamua. doi: 10.1029/2020JE006807
Imagen de portada (español):
- ESA, Hubble, NASA, ESO y M. Kornmesser. https://www.eso.org/public/spain/images/eso1820a/?lang
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