Crédito:Observatorio Europeo Austral / M. Kornmesser / NASA
Hasta aquí, solo sabemos de dos objetos interestelares (ISO) que visitan nuestro sistema solar. Son 'Oumuamua y 2I / Borisov. Hay una tercera ISO posible llamada 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 es verdad luego "Oumuamua probablemente era mucho más grande cuando comenzó su viaje, donde sea 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 preimpresión arxiv.org y aún no ha sido revisado por pares. El autor principal es Vo Hong Minh Phan de la Universidad de Aachen en Alemania.
El equipo de investigadores examinó cuatro tipos de hielos:nitrógeno (N 2 ), monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO 2 ), y metano (CH 4 ). Luego consideraron los rayos cósmicos en el medio interestelar (ISM) y su efecto de erosión sobre los hielos. También consideraron la erosión que tendrían en los ISO las colisiones entre los ISO helados y el gas ambiental en el ISM.
La investigación tiene en cuenta muchas variables. El flujo de CR puede variar ampliamente, y el tiempo de erosión para un ISO helado dado puede variar según la intensidad de los rayos cósmicos. Lo mismo ocurre con los encuentros con gas en el ISM. Y los diferentes tipos de hielos también se erosionan a diferentes velocidades.
Esta figura del estudio muestra el tiempo de erosión para varios tipos de hielos. El tiempo en años se da en el eje vertical y el radio del objeto en metros está en la horizontal. La línea horizontal negra es el tiempo de viaje sugerido por ‘Oumuamua de 0,5 Gyr. Crédito:Phan et al 2021
Hay muchas cosas que no sabemos sobre 'Oumuamua. De hecho, no sabemos casi nada al respecto. No sabemos de qué está hecho solo tenemos estimaciones de rango para su tamaño, y realmente no sabemos de dónde vino. Hay poca evidencia que demuestre mucho al respecto de manera concluyente.
De igual manera, hay algunas posibilidades interesantes.
Investigaciones anteriores sugirieron que 'Oumuamua podría ser un N 2 fragmento de hielo de un cuerpo similar a Plutón en otro sistema solar. Ese escenario tiene 'Oumuamua originándose en algún lugar del brazo de Perseus hace aproximadamente 0.5 Gyr. En ese escenario, el tamaño inicial de 'Oumuamua habría sido de entre 10 y 50 km (6–31 millas). El tamaño real dentro de ese rango estaría determinado principalmente por la fuerza de los rayos cósmicos a los que fue sometido.
Los investigadores lo miraron de otra manera, también. Si los mecanismos de formación para diferentes ISO nos dicen el radio inicial del objeto, luego pueden establecer límites de distancia para su origen en función de la velocidad del objeto. Cuanto mayor sea la velocidad ISO, cuanto mayor sea el efecto de erosión de las colisiones con gas dentro del ISM. Y por otro lado cuanto más lento se mueve un ISO, cuanto más tiempo pasa expuesto a los rayos cósmicos, lo que significa que debería erosionarse más rápidamente.
Este gráfico de la carta de investigación muestra la velocidad de un objeto en la horizontal y una distancia máxima al lugar de nacimiento en la vertical para dos intensidades de rayos cósmicos diferentes. Todo el gráfico se refiere a un objeto con un radio de 10 km. 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 se encuentra en etapas iniciales. Los autores señalan que necesitamos saber más sobre la fuerza variable de los rayos cósmicos en la Vía Láctea para avanzar más. "También queda claro a partir de este ejemplo que un estudio más detallado del perfil espacial de los CR galácticos podría ayudar a arrojar luz sobre el origen de los ISO que pasan a través del sistema solar". " escriben.
Solo sabemos de 'Oumuamua desde hace cuatro años. El estudio de los ISO está en su infancia. Con solo dos ISO conocidos hasta ahora, no hay muchos datos concretos para continuar. A medida que las instalaciones de observación avanzadas como el Observatorio Vera Rubin se pongan en funcionamiento en los próximos años, estamos obligados a descubrir más y más de ellos.
Ojalá, los descubriremos a mayor distancia y tendremos más tiempo para estudiarlos. Incluso se habla de una misión que puede visitar una ISO a medida que avanza a través de nuestro sistema solar.
La ESA está planeando el lanzamiento de la misión Comet Interceptor 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 largo período alcanzable. Entonces podría enviarse a estudiar el cometa. Si no llega ningún cometa adecuado, se habla de que el Interceptor podría usarse para estudiar un ISO si llega uno adecuado. Y la Iniciativa de Estudios Interestelares ha iniciado su propia misión ISO potencial llamada Proyecto Lyra. Lyra es una nave espacial que podría enviarse a visitar ISO lanzando una honda más allá de Júpiter, o mediante el uso de sistemas avanzados como la propulsión nuclear.
Pero las misiones toman mucho tiempo para planificarse e implementarse. Y mucho tiene que salir bien. Mientras tanto, los autores piensan que la mejor manera de expandir nuestro conocimiento es aumentando nuestra comprensión de la fuerza de los rayos cósmicos a lo largo de la Vía Láctea. Con ese, al menos podríamos construir una mejor comprensión de los orígenes de ISO. ¿Quién sabe lo que aprenderemos?
Los investigadores terminan su carta con lo siguiente:"Sería interesante incorporar un modelo detallado de la distribución CR en el disco galáctico para establecer restricciones más rigurosas en el sitio de nacimiento de ISO conocidos y esto podría ayudar a aclarar mejor su origen".
