¿Qué sucede con los objetos interestelares capturados por el sistema solar?


Ahora que sabemos que los objetos interestelares (ISO) visitan nuestro sistema solar, los científicos están ansiosos por comprenderlos mejor. ¿Cómo podrían ser capturados? Si son capturados, ¿qué les pasa? ¿Cuántos de ellos podrían estar en nuestro sistema solar?
Un equipo de investigadores está tratando de encontrar respuestas.

Sabemos de dos ISO con certeza: “Oumuamua y el cometa 2I / Borisov. Debe haber habido otros, probablemente muchos de ellos. Pero solo recientemente obtuvimos la tecnología para verlos. Probablemente descubriremos muchos más de ellos. próximamente, gracias a nuevas instalaciones como el Observatorio Vera C. Rubin.

En un nuevo artículo enviado a The Planetary Science Journal, un trío de investigadores ha investigado la cuestión de los ISO en nuestro Sistema Solar. El título del artículo es “Sobre el destino de los objetos interestelares capturados por nuestro sistema solar”. El primer autor es Kevin Napier del Departamento de Física de la Universidad de Michigan.

Tal como están las cosas ahora, no hay una forma confiable de identificar los objetos capturados individuales. Si los astrónomos pudieran captar un ISO en el proceso de captura, sería genial. Pero el sistema solar es tremendamente complejo y eso dificulta la identificación de los ISO. “Dada la compleja arquitectura dinámica del sistema solar exterior, no es sencillo determinar si un objeto es de origen interestelar”, escriben los autores.
No hubo muchas oportunidades para estudiar “Oumuamua o Borisov. Fueron identificados como ISO por su exceso de velocidad hiperbólica. Eso significa que un objeto tiene la trayectoria correcta y una velocidad lo suficientemente alta para escapar de la gravedad de un objeto central. En este caso, el El objeto central es, por supuesto, el sol.

Entonces, ¿podrían capturarse los ISO? Muy probable. “El primer paso para investigar rigurosamente esta cuestión es calcular una sección transversal de captura para objetos interestelares en función del exceso de velocidad hiperbólica …” escriben los autores.

Pero ese es solo el primer paso, según los autores. “Aunque la sección transversal proporciona el primer paso para calcular la masa de rocas extrañas que residen en nuestro sistema solar, también necesitamos conocer la vida útil de los objetos capturados”. Los investigadores calcularon la vida útil de los objetos mediante simulaciones, intentaron comprender qué les sucede a lo largo del tiempo en nuestro sistema solar y luego obtuvieron un inventario actual de ISO capturados.

Los investigadores identificaron tres tendencias generales:

  • Para sobrevivir durante más de unos pocos millones de años, los objetos capturados deben elevar de alguna manera sus pericentros más allá de Júpiter. (En este caso, la supervivencia significa permanecer ligado al sistema solar).
  • Los objetos en órbitas muy inclinadas tienden a sobrevivir más tiempo que aquellos en órbitas planas.
  • Ningún objeto alcanzó el estado transneptuniano permanente (es decir, q = 30 AU).

En el primer caso, si un ISO no puede elevar su pericentro más allá de Júpiter, probablemente será atraído hacia el gigante gaseoso y destruido. En el segundo caso, los objetos en órbitas muy inclinadas tienen menos probabilidades de encontrar un planeta porque la mayoría de las veces están fuera del plano del sistema solar. Es más probable que los objetos en órbitas planas se encuentren con un planeta y sean perturbados y enviados de regreso al espacio interestelar. En el tercer caso, es difícil que una ISO logre un estado transneptuniano permanente porque requeriría una cadena de eventos muy poco probable.

Las simulaciones tienen algunas limitaciones, que explican los autores. Solo han contabilizado los cuatro planetas más grandes del sistema solar y el sol. Los cuerpos más pequeños no son masivos para tener mucho efecto, o el efecto que tendrían se ve empequeñecido por el sol. También ignoran la emisión de gases, la presión de radiación del sol o el arrastre de las atmósferas planetarias, lo que sería extremadamente raro de todos modos y no es probable que afecte los resultados. “Cada una de estas aproximaciones es bastante modesta, por lo que incluirlas supondría una diferencia relativamente pequeña en nuestras conclusiones”, explican.

En general, la simulación muestra que con el tiempo la mayoría de los cuerpos capturados serían expulsados ​​del sistema solar. Sin embargo, lleva un tiempo. Eso es porque la mayoría de los ISO simplemente pasarían por el sistema, y ​​los que fueron capturados en una órbita inestable de algún tipo pasarían por muchas órbitas, 30 en este trabajo, antes de ser expulsados. Esto se debe a que los objetos capturados suelen tener ejes semi-principales de 1000 AU con períodos orbitales de unos 30.000 años. Por lo tanto, se necesitan al menos un millón de años antes de que se pueda expulsar cualquier ISO capturado.

Los investigadores también calcularon las poblaciones de ISO capturadas que podrían estar en nuestro sistema solar actualmente. Señalan que hay dos períodos de tiempo distintos en los que se pueden capturar objetos de interés. El primero es en los primeros días del sistema solar, cuando el sol todavía está en su cúmulo de estrellas de nacimiento, y los objetos dentro de ese cúmulo podrían ser capturados. El segundo es cuando el sol reside en el campo.

En sus simulaciones, el trío de científicos utilizó 276,691 objetos interestelares capturados sintéticos. De ellos, solo 13 sobrevivieron durante 500 millones de años, y solo tres objetos sobrevivieron durante mil millones de años. Pero estos resultados vienen con advertencias detalladas que se explican mejor en el documento.

Los autores señalan que sus simulaciones podrían ser útiles para comprender la panspermia. Si los productos químicos necesarios para la vida, o incluso la vida misma, pueden viajar de alguna manera entre sistemas solares, es probable que los ISO desempeñen un papel. Quizás el papel más destacado.

También mencionan el escenario del Planeta Nueve. Uno de los autores de este artículo, Konstantin Batygin, junto con Michael E. Brown, planteó la hipótesis del llamado Planeta Nueve. La hipótesis del Planeta Nueve establece que otro planeta de cinco a diez veces la masa de la Tierra se encuentra en una órbita amplia con un eje semi-mayor de 400 a 800 UA. El Planeta Nueve, si existe, tardaría entre 10.000 y 20.000 años en completar una órbita alrededor del sol.

Según este documento, cuando se incluyó en las simulaciones, el Planeta Nueve “… produjo una rica dinámica que no apareció en las simulaciones, incluidos solo los cuatro planetas gigantes conocidos”.

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