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En 2017, ‘Oumuamua se convirtió en el primer objeto interestelar observado para atravesar nuestro sistema solar, y su aparición generó preguntas que los científicos aún están tratando de responder.
El objeto, de forma similar a un cigarro o un panqueque, era del tamaño de un asteroide y se movía de una manera similar a la de un cometa, pero carecía de cola de cometa.
A diferencia de los cometas, que pueden tener varios kilómetros de ancho, se estima que ‘Oumuamua tiene un tamaño de 377 por 364 por 62 pies (115 por 111 por 19 metros).
Los movimientos desconcertantes llevaron a algunos a especular que el objeto misterioso podría ser incluso un nave extraterrestre.
Ahora, una nueva investigación pretende cerrar el libro sobre la órbita del cometa interestelar con una explicación más sencilla. Un estudio que describe los hallazgos fue publicado el miércoles en la revista Naturaleza.
A medida que los planetas se forman alrededor de las estrellas, las interacciones gravitatorias tienden a eliminar algunos de los pequeños «restos», como los cometas y los asteroides.
«Los cometas preservan una instantánea de cómo se veía el sistema solar cuando estaba en la etapa de evolución en la que se encuentran ahora los discos protoplanetarios», dijo la coautora del estudio Jennifer Bergner, profesora asistente de química en la Universidad de California, Berkeley, en un comunicado. «Estudiarlos es una forma de recordar cómo era nuestro sistema solar en la etapa inicial de formación».
Estas interacciones envían a las rocas espaciales fuera de sus sistemas planetarios al espacio interestelar, donde pueden viajar durante millones de años.
Los científicos creen que así fue como ‘Oumuamua terminó pasando por nuestro sistema solar hace seis años. El objeto espacial fue observado por primera vez por el telescopio Pan-STARRS1 de la Universidad de Hawái. El objeto, que había girado alrededor del sol y estaba saliendo de nuestro sistema solar, fue apodado ‘Oumuamua, que significa «un mensajero de lejos que llega primero» en hawaiano.
Los astrónomos utilizaron telescopios de todo el mundo para observar al visitante interestelar durante cuatro meses antes de que se volviera demasiado débil para observarlo.
Pero ‘Oumuamua no encajaba perfectamente en los escenarios propuestos. El objeto se parecía más a un asteroide, pero las rocas espaciales como los asteroides se mueven debido a la gravedad.
‘Oumuamua estaba acelerando mientras se movía, lo que requeriría algo más que la gravedad. El objeto parecía ser empujado, como lo son los cometas cuando se acercan al sol y la evaporación de su gas y polvo por el calor del sol provoca un efecto propulsor. La fuerza del material expulsado también altera ligeramente la trayectoria de los cometas, distinguiéndolos de los asteroides y planetas cuando orbitan alrededor del sol.
Sin embargo, ‘Oumuamua no parecía un cometa, ni tenía una cola o una envoltura de gas y polvo, llamada coma, que tienen todos los cometas.
La aparición de ‘Oumuamua provocó un debate entre los astrónomos tan pronto como apareció.
«Fue un momento emocionante dentro de la astronomía cuando se descubrió por primera vez ‘Oumuamua, y se volvió cada vez más intrigante ya que cuanto más aprendíamos sobre él, más difícil se volvía explicar su comportamiento», dijo Bergner. «Como astroquímico, mi propio interés científico en ‘Oumuamua se desarrolló a medida que comenzaron a surgir modelos para explicar su aceleración, lo que implicaba propiedades químicas bastante inusuales del objeto».
Bergner escuchó una charla de Darryl Seligman, becario postdoctoral de la Fundación Nacional de Ciencias en la Universidad de Cornell en Ithaca, Nueva York, sobre qué tipos de moléculas podrían proporcionar la mejor aceleración. Los dos comenzaron a trabajar juntos en formas de probar las teorías de aceleración del cometa interestelar.
Juntos, la profunda comprensión de Seligman de ‘Oumuamua y la experiencia de Bergner en la química de la fase de hielo les permitió llegar a una nueva teoría.
El dúo imaginó a ‘Oumuamua como un cometa rico en agua que viaja a través del medio interestelar, o el espacio entre las estrellas. Con el tiempo, el objeto rojizo fue bombardeado por radiación, que formó hidrógeno dentro del cometa.
Bergner encontró investigaciones previas de décadas pasadas que revelaron que el hielo podría convertirse en hidrógeno molecular, lo que sugiere que la estructura similar a una bola de nieve de un cometa podría atrapar el hidrógeno en burbujas dentro del hielo.
El calor del sol obligaría a las burbujas a liberar el gas en forma de abanico.
“Cuando el cuerpo se calienta, el hielo de agua se reestructura a una forma más estable y compacta, y el gas atrapado puede escapar”, dijo Bergner. «Esto podría explicar el comportamiento de ‘Oumuamua, pero no necesita invocar ninguna química o física exótica».
Cuando el gas de hidrógeno se liberó del cometa interestelar, aceleró el pequeño objeto. El hecho de que no haya un coma polvoriento alrededor de ‘Oumuamua también se puede explicar usando el mismo escenario.
“Incluso si hubiera polvo en la matriz de hielo, no estás sublimando el hielo, solo estás reorganizando el hielo y luego dejando que se libere (hidrógeno). Entonces, el polvo ni siquiera va a salir”, dijo Seligman. “Lo hermoso de la idea de Jenny es que es exactamente lo que debería pasar con los cometas interestelares. Teníamos todas estas ideas estúpidas, como icebergs de hidrógeno y otras locuras, y es solo la explicación más genérica”.
Observatorios como el Telescopio Espacial James Webb pueden ayudar a los astrónomos a aprender más sobre dónde se formaron los cometas en sistemas planetarios más allá del nuestro, así como la composición de estos exocometas, dijo Bergner.
Cuando el Observatorio Vera C. Rubin en Chile comience a operar en 2025, su objetivo será detectar algunos cometas interestelares como ‘Oumuamua cada año, lo que permitirá a los astrónomos comprender mejor la naturaleza de los cometas de otros sistemas planetarios.
“Podría decirse que los cometas y asteroides del sistema solar nos han enseñado más sobre la formación de planetas que lo que hemos aprendido de los planetas reales del sistema solar”, dijo Seligman. «Creo que los cometas interestelares podrían decirnos más sobre los planetas extrasolares que los planetas extrasolares de los que estamos tratando de obtener mediciones hoy».
(Los planetas extrasolares existen fuera de nuestro sistema solar.)
El programa Legacy Survey of Space and Time del Observatorio Rubin, o LSST, observará los cielos sobre el hemisferio sur durante 10 años.
«Si tuviéramos el LSST en línea antes del paso de ‘Oumuamua a través del sistema solar interior, lo habríamos descubierto mucho antes en su trayectoria», dijo Seligman. “Podríamos haber tenido la oportunidad de enviar una misión espacial para interceptar y encontrarse con el objeto porque estuvo muy cerca de la Tierra. Por lo tanto, en el futuro, cuando descubramos más objetos interestelares, podremos enviar una misión espacial dedicada a un objeto interestelar”.
