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| Crédito: European Southern Observatory/M. Kornmesser/ NASA |
Hasta ahora, sólo conocemos dos objetos interestelares (ISO) que han visitado nuestro sistema solar. Son 'Oumuamua y 2I/Borisov. Hay un tercer posible ISO llamado CNEOS 2014-01-08, y la investigación sugiere que debería haber muchos más.
Pero una nueva carta de investigación muestra que la erosión de los rayos cósmicos limita la vida útil de los ISO helados, y aunque puede haber muchos más, simplemente no duran tanto como se pensaba. Si esto es cierto, entonces "Oumuamua era probablemente sustancialmente más grande cuando comenzó su viaje, dondequiera que fuera".
El título de la carta de investigación es "Erosión de objetos interestelares helados por rayos cósmicos e implicaciones para 'Oumuamua". Está disponible en el sitio de preimpresiones arxiv.org y aún no ha sido revisada por pares. El autor principal es Vo Hong Minh Phan, de la Universidad de Aquisgrán (Alemania).
El equipo de investigadores analizó cuatro tipos de hielos: nitrógeno (N2), monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2) y metano (CH4). A continuación, consideraron los rayos cósmicos en el medio interestelar (ISM) y su efecto de erosión en los hielos. También consideraron la erosión que tendrían las colisiones entre los ISO helados y el gas ambiental en el ISM.
La investigación tiene en cuenta muchas variables. El flujo de RC puede variar mucho, y el tiempo de erosión para un ISO helado determinado puede variar en función de la intensidad de los rayos cósmicos. Lo mismo ocurre con los encuentros con el gas en el ISM. Además, los distintos tipos de hielo se erosionan a ritmos diferentes.
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| Esta figura del estudio muestra el tiempo de erosión para varios tipos de hielos. El tiempo en años se indica en el eje vertical y el radio del objeto en metros en el horizontal. La línea horizontal negra es el tiempo de viaje de 'Oumuamua sugerido de 0,5 Gyr. Crédito: Phan et al 2021 |
Hay mucho que no sabemos sobre 'Oumuamua. De hecho, no sabemos casi nada sobre él. No sabemos de qué está hecho, sólo tenemos estimaciones de su tamaño y no sabemos realmente de dónde vino. Apenas hay pruebas que demuestren algo concluyente sobre él.
Pero de todos modos, hay algunas posibilidades intrigantes.
Investigaciones anteriores sugirieron que 'Oumuamua podría ser un fragmento de hielo N2 procedente de un cuerpo similar a Plutón en otro sistema solar. Según esta hipótesis, 'Oumuamua se originó en algún lugar del brazo de Perseo hace unos 0,5 Gyr. En ese escenario, el tamaño inicial de 'Oumuamua habría sido de entre 10-50 km. El tamaño real dentro de ese rango estaría determinado principalmente por la fuerza de los rayos cósmicos a los que fue sometido.
Los investigadores también lo consideraron de otra manera. Si los mecanismos de formación de los diferentes ISO nos indican el radio inicial del objeto, entonces pueden establecer límites de distancia para su origen basados en la velocidad del objeto. Cuanto mayor sea la velocidad de un ISO, mayor será el efecto de erosión por las colisiones con el gas del ISM. Y, por otro lado, cuanto más lento se mueva un ISO, más tiempo pasará expuesto a los rayos cósmicos, lo que significa que debería erosionarse más rápidamente.
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| Este gráfico de la carta de investigación muestra la velocidad de un objeto en la horizontal y la distancia máxima al lugar de nacimiento en la vertical para dos intensidades de rayos cósmicos diferentes. Todo el gráfico se refiere a un objeto de 10 km de radio. La línea vertical verde marca una velocidad del objeto de 10 km/s que es comparable a la velocidad de 'Oumuamua. Crédito: Phan et al 2021 |
Este tipo de investigación está en sus inicios. Los autores señalan que necesitamos saber más sobre la fuerza variable de los rayos cósmicos en la Vía Láctea para avanzar más. "De este ejemplo también se desprende que un estudio más detallado del perfil espacial de los RC galácticos podría ayudar a arrojar luz sobre el origen de los ISO que atraviesan el sistema solar", escriben.
Sólo hace cuatro años que sabemos de 'Oumuamua. El estudio de los ISO está en su infancia. Con sólo dos ISO conocidos hasta ahora, no hay muchos datos concretos en los que basarse. A medida que las instalaciones de observación avanzadas, como el Observatorio Vera Rubin, se pongan en marcha en los próximos años, seguramente descubriremos más y más de ellos.
Con suerte, los descubriremos a mayor distancia y tendremos más tiempo para estudiarlos. Incluso se habla de una misión que pueda visitar un ISO en su paso por nuestro sistema solar.
La ESA está planeando la misión Comet Interceptor para su lanzamiento en 2029. El Interceptor se estacionaría en el punto L2 sol-Tierra y esperaría. Puede permanecer allí durante tres años y esperar a que llegue un cometa de período largo alcanzable. Entonces podría ser enviado a estudiar el cometa. Si no llega ningún cometa adecuado, se habla de que el Interceptor podría utilizarse para estudiar un ISO si llega uno adecuado. Y la Iniciativa de Estudios Interestelares ha iniciado su propia misión potencial de ISO llamada Proyecto Lyra. Lyra es una nave espacial que podría ser enviada a visitar los ISOs pasando con una honda por Júpiter, o utilizando sistemas avanzados como la propulsión nuclear.
Pero las misiones tardan mucho en planificarse y ejecutarse. Y muchas cosas tienen que salir bien. Mientras tanto, los autores piensan que la mejor manera de ampliar nuestros conocimientos es aumentar nuestra comprensión de la fuerza de los rayos cósmicos en toda la Vía Láctea. Con eso, podríamos al menos construir una mejor comprensión de los orígenes de la ISO. ¿Quién sabe lo que aprenderemos?
Los investigadores terminan su carta con lo siguiente "Sería interesante incorporar un modelo detallado de la distribución de RC en el disco galáctico para establecer restricciones más rigurosas sobre el lugar de nacimiento de los ISO conocidos y esto podría ayudar a aclarar mejor su origen".
Fuentes, créditos y referencias:
Vo Hong Minh Phan, Thiem Hoang, Abraham Loeb, Erosion of Icy Interstellar Objects by Cosmic Rays and Implications for 'Oumuamua. arXiv:2109.04494v1 [astro-ph.GA], arxiv.org/abs/2109.04494
Créditos a Universe Today