Un estudio afirma que hay objetos procedentes de Alfa Centauri merodeando el sistema solar

La aparición de los Objetos Interestelares (ISO) 'Oumuamua y el cometa Borisov en 2017 y 2019, respectivamente, creó una oleada de interés. ¿Qué eran? ¿De dónde venían? Desafortunadamente, no se quedaron para cooperarar con nuestros esfuerzos de estudio en detalle. Pero nos demostraron algo: los objetos de la Vía Láctea se mueven por la galaxia.

No sabemos de dónde vino ninguno de los dos ISO, pero debe haber más, muchos más. ¿Cuántos objetos de nuestros vecinos estelares podrían estar visitando nuestro Sistema Solar?

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Jorge Valverde Carlo Pietrobelli

Objetos de nuestro vecino

El sistema estelar Alfa Centauri (AC) es nuestro vecino más cercano y consta de tres estrellas: Alfa Centauri A y Alfa Centauri B, que están en una relación binaria, y Próxima Centauri, una enana roja tenue. Todo el sistema AC se mueve hacia nosotros y presenta una excelente oportunidad para estudiar cómo el material podría moverse entre los sistemas solares.

Una nueva investigación que se publicará en Planetary Science Journal examina cuánto material de AC podría llegar a nuestro Sistema Solar y cuánto podría estar ya aquí. Se titula "Un estudio de caso de entrega de material interestelar: Alfa Centauri". Los autores son Cole Greg y Paul Wiegert del Departamento de Física y Astronomía y el Instituto de Exploración de la Tierra y el Espacio de la Universidad de Western Ontario, Canadá.

“Se ha descubierto material interestelar en nuestro Sistema Solar, pero se desconocen sus orígenes y los detalles de su transporte”, escriben los autores. “Aquí presentamos Alfa Centauri como un estudio de caso de la entrega de material interestelar a nuestro Sistema Solar”. Es probable que AC albergue planetas y se mueva hacia nosotros a una velocidad de 22 km/s², o alrededor de 79.000 km por hora. En unos 28.000 años alcanzará su punto más cercano y estará a unas 200.000 unidades astronómicas (UA) del Sol. Según Greg y Wiegert, el material expulsado de AC puede llegar y llegará a nosotros, y algunos ya están aquí.

AC se considera un sistema estelar maduro de unos cinco mil millones de años que alberga planetas. Se espera que los sistemas maduros expulsen menos material, pero dado que AC tiene tres estrellas y múltiples planetas, es probable que expulse una cantidad considerable de material. “Aunque los sistemas estelares maduros probablemente expulsen menos material que aquellos en sus años de formación de planetas, la presencia de múltiples estrellas y planetas aumenta la probabilidad de dispersión gravitacional de los miembros de cualquier depósito planetesimal remanente, al igual que los asteroides o cometas están siendo expulsados actualmente de nuestro Sistema Solar”, escriben los autores.

Sabemos que los macroobjetos como Borisov y Oumuamua han llegado a nuestro Sistema Solar, y también sabemos que el polvo interestelar ha llegado a nuestro sistema. La sonda Cassini detectó algo, y los investigadores informaron al respecto en 2003. Los modelos existentes para la expulsión de material de los sistemas estelares se basan en parte en lo que sabemos sobre nuestro Sistema Solar y cómo expulsa el material, y Greg y Wiegert basaron su trabajo en esos modelos.

La investigación muestra que hay cantidades potencialmente grandes de material de AC. Los autores escriben que "el número actual de partículas de Alfa Centauri de más de 100 metros de diámetro dentro de nuestra Nube de Oort es 106", o 1 millón. Sin embargo, estos objetos son extremadamente difíciles de detectar. La mayoría de ellos probablemente se encuentren en la Nube de Oort, a una gran distancia del Sol. La pareja de investigadores explica que "la fracción observable de tales objetos sigue siendo baja" y que solo hay una posibilidad entre un millón de que uno esté dentro de las 10 UA del Sol.

Esta animación da vida a algunos de los resultados de la investigación. “La órbita de Alfa Centauri alrededor del Centro Galáctico vista en los planos xy e yz (fila superior), así como las órbitas de la eyección de Alfa Centauri vistas en un marco comóvil (fila inferior). Nuestro Sol (Sol) está marcado por un hexágono negro, y su trayectoria orbital está indicada por una línea continua gris (solo fila superior). La ubicación y la ruta de Alfa Centauri se muestran mediante una estrella amarilla y una línea azul continua (solo fila superior). En la fila inferior, el marco comóvil sigue a Alfa Centauri alrededor de su órbita mientras mantiene su orientación con el eje y apuntando hacia el Centro Galáctico (flecha azul) y la velocidad de Alfa Centauri apuntando en la dirección -x (flecha negra). Esta imagen fija se toma en t? 3000 años (es decir, +3000 años desde la época actual) después de ~ 100 Myr de integración. Los colores de la eyección representan la tercera dimensión de la posición, excepto que cualquier partícula que en algún momento se encuentre dentro de las 100.000 au del Sol se representa en rojo. Esto muestra la evolución temporal de t? -100 Myr a t? 10 Myr”, escriben los autores.

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Los investigadores realizaron simulaciones para determinar cuánto material puede llegar a nosotros desde AC. Las simulaciones se ejecutaron durante 110 millones de años desde t= -100 myr hasta t= 10 myr. Durante ese lapso, AC expulsó 1.090.000 partículas. Fueron expulsados en direcciones aleatorias a diferentes velocidades, y solo una pequeña cantidad llegó cerca del Sol. “Solo una pequeña fracción de la eyección de CA se encuentra dentro de la distancia CA (aproximación cercana) del Sol. En total, 350 partículas tuvieron un CA con el Sistema Solar, ~0,03% de la eyección total”, explican los autores.

La investigación muestra que existen vías plausibles para que las partículas de AC lleguen a nuestro Sistema Solar. ¿Cömo pueden ser de grandes?

Según los autores, es poco probable que las partículas pequeñas que aparecerían como meteoritos en la atmósfera terrestre nos alcancen. Están sujetos a demasiadas fuerzas en su camino, incluidos los campos magnéticos, el arrastre del medio interestelar y la destrucción por pulverización catódica o colisiones. “Las partículas pequeñas que viajan a través del medio interestelar (ISM) están sujetas a una serie de efectos que no se modelan aquí”, explican.

Calcularon el tamaño mínimo de partículas que podrían hacer el viaje. “Extrajimos los parámetros relevantes para cada uno de los 350 CA de nuestra simulación y calculamos el tamaño mínimo necesario para que un grano que viaja a lo largo de esa trayectoria sobreviva a los tres efectos”, escriben los autores. Descubrieron que una partícula con una mediana de 3,30 micrómetros puede sobrevivir al viaje.

“Con este tamaño y velocidad, la partícula puede viajar 125 pc en el ISM antes de que la destrucción de granos sea relevante, 4200 pc para el arrastre del ISM y solo 1,5 pc para las fuerzas magnéticas, por lo que nuestras partículas típicas están efectivamente limitadas magnéticamente”, explican los investigadores. “De hecho, todas nuestras partículas están limitadas por fuerzas magnéticas”. Los autores también señalan que estos pequeños tamaños de grano son indetectables por instrumentos de radar de meteoritos como Zephyr Meteor Radar Network.

Estos resultados se ven obstaculizados por nuestra escasa comprensión de la tasa de expulsión de material de nuestro Sistema Solar, en la que se basa en parte la investigación. “Desafortunadamente, la tasa de expulsión de material de Alfa Cen está mal restringida”, escriben Greg y Wiegert.

Esta figura del estudio se centra en las 360 partículas que realizan aproximaciones cercanas. “El radiante ecuatorial heliocéntrico para las 350 aproximaciones cercanas en el momento de su aproximación solar más cercana (“Tiempo de llegada”), con las coordenadas ecuatoriales heliocéntricas actuales de Alfa Cen trazadas como una estrella negra y el “radiante efectivo” correspondiente a la velocidad aparente de Alfa Cen se traza como una estrella roja. La región sombreada en púrpura es la proyección combinada de la sección transversal efectiva del Sistema Solar (tamaño de ángulo sólido como se ve desde Alfa Cen) desde el inicio de la simulación hasta el momento actual”.

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Sin embargo, con eso en mente, la investigación muestra que algo de material puede llegar a nosotros y ya está aquí. La mayor parte viajó durante menos de 10 Myr para llegar a nosotros, pero tiene que ser más grande que aproximadamente 10 micrones para sobrevivir al viaje. También estima que alrededor de 10 partículas de Alfa Centauri se convierten en meteoritos detectables en la atmósfera terrestre actualmente, y ese número aumenta en un factor de diez en los próximos 28.000 años.

Esta investigación presenta un ejemplo concreto de cómo nuestro Sistema Solar es cualquier cosa menos aislado. Si el material de los sistemas estelares puede moverse libremente entre sí, se abre otra ventana al proceso de formación de planetas. Si AC alberga exoplanetas, parte del material que nos llega podría ser del mismo depósito de material del que se formaron esos planetas. Podría ser posible aprender algo sobre esos planetas directamente sin tener que superar la vasta distancia entre nosotros y Alfa Centauri.

“Una comprensión profunda de los mecanismos por los cuales el material podría transferirse de Alfa Centauri al Sistema Solar no solo profundiza nuestro conocimiento del transporte interestelar, sino que también abre nuevas vías para explorar la interconexión de los sistemas estelares y el potencial de intercambio de material a través de la Galaxia”, concluyen los autores.