La primera detección de un asteroide interestelar / objeto parecido a un cometa que visitó el sistema solar hace dos años ha generado ideas sobre la posibilidad de viajes interestelares. Una nueva investigación del Technion-Israel Institute of Technology sugiere que tales objetos también plantean implicaciones de gran alcance sobre los orígenes de los planetas en toda la galaxia. y posiblemente incluso la formación inicial del propio sistema solar.

El objeto parecido a un asteroide / cometa llamado 'Oumuamua confirmó las expectativas científicas de décadas de antigüedad que sugerían que el medio interestelar está lleno de trozos sueltos de roca volando alrededor. Se pensaba que tales desechos serían expulsados ​​de los sistemas planetarios como consecuencia de la formación de los planetas, cuando se formaron grandes planetas y expulsaron a algunos de los planetas menores y planetesimales sobrantes que aún estaban por ahí. De vez en cuando, alguna fracción de estas rocas expulsadas todavía puede encontrar estrellas extrañas. En casos afortunados, este fenómeno se puede observar a medida que avanza a través del sistema solar.

Los investigadores del Technion, Evgeni Grishin, Hagai Perets y Yael Avni se preguntaron qué habría pasado si estas rocas interestelares tipo 'Oumuamua volaran hace unos 4.500 millones de años, cuando nuestra estrella era joven y salvaje, y un disco gaseoso estaba presente en lugar de nuestro sistema planetario. Sus hallazgos podrían ser fundamentales para responder a algunos de los mayores acertijos relacionados con la formación de planetas y el origen de los planetas en el sistema solar.

Formación de planetas con moneda extranjera (planetesimal)

Los planetas se forman en discos protoplanetarios, en su mayoría hechos de gas y polvo. Se cree que los granos de polvo se convierten en guijarros, coagularse en planetesimales más grandes, y finalmente, formar planetas. Una vez que los objetos alcanzan un tamaño de km, pueden sobrevivir y eventualmente coagular y acrecer rocas / guijarros más pequeños para formar embriones planetarios y planetas en toda regla. El principal obstáculo para tal crecimiento parece ocurrir antes de que se formen objetos del tamaño de un km. en la etapa en la que inicialmente se forman rocas y guijarros más pequeños. En efecto, varios culpables conspiran para destruir guijarros y cantos rodados del tamaño de un metro antes de que puedan convertirse en planetesimales más grandes. Tales guijarros y rocas se mueven a través del disco gaseoso en el que están inicialmente incrustados, y experimentar un viento en contra que los frena.

El empuje continuo del viento en contra podría eventualmente llevarlos a girar rápidamente hacia adentro hacia el Sol y ser destruidos. Además, Las colisiones entre guijarros pequeños pueden llevar a su fragmentación en pedazos más pequeños deteniendo su crecimiento en planetesimales más grandes. En otras palabras, los guijarros y las rocas pequeñas se encuentran con la llamada "barrera del tamaño de un metro" en su capacidad de convertirse en planetesimales aún más grandes.

Se sugirieron varios modelos para superar la barrera del tamaño del metro, pero estos típicamente requieren condiciones ajustadas que es poco probable que existan en la mayoría de los sistemas planetarios; sin embargo, Es de conocimiento común que la mayoría, si no todas las estrellas, albergan sistemas planetarios. La pregunta es cómo llegó a ser esto.

En su artículo recientemente publicado en el Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society , Grishin y colaboradores demostraron que los objetos interestelares son la clave. Sugirieron que la mayoría de los sistemas no necesitan pasar por la difícil etapa de formar planetesimales del tamaño de un km. En lugar de, la mayoría de los sistemas pueden capturar planetesimales interestelares del tamaño de un km que fueron originalmente expulsados ​​de otros sistemas planetarios. Pero, ¿cómo se puede capturar un objeto que se mueve a una velocidad de decenas de kilómetros por segundo a través de un sistema solar? Resulta que la respuesta es simple:el mismo viento en contra que impulsa a las rocas pequeñas a inspirarse en su sol puede disminuir la velocidad más grande, planetesimales interestelares del tamaño de un km y, por lo tanto, capturarlos en un disco protoplanetario recién formado.

De este modo, incluso un solo sistema planetario puede expulsar planetesimales del tamaño de un km que luego sirven como semillas para la formación de muchos sistemas planetarios nuevos. Como resultado, incluso un número muy pequeño de sistemas planetarios puede sembrar la formación de muchos otros sistemas; todo lo que se necesita son unos pocos casos raros y afortunados para comenzar el proceso. y luego estos sistemas pueden generar "semillas" planetesimales en toda la galaxia, que a su vez se pueden capturar en discos protoplanetarios de nueva formación y proporcionarles los bloques de construcción básicos del tamaño de un km necesarios para el crecimiento planetario.

La formación de planetas ya no se produce de forma aislada; ningún sistema planetario es una isla, sino que el depósito de planetesimales interestelares deshonestos expulsados ​​sirve para iniciar continuamente el nacimiento de nuevos sistemas planetarios. Sucesivamente, cualquier sistema planetario recién formado expulsa sus propios planetesimales rebeldes y ayuda a reconstruir el depósito de semillas planetesimales interestelares. La pregunta se convierte en:¿cuáles son las probabilidades de capturar estos planetesimales, y ¿cuántas formaciones exitosas se requieren para poblar todo el cúmulo de nacimiento con planetesimales?

Naturaleza vs. Crianza:el lugar donde vives importa

Para estimar las probabilidades de siembra planetesimal y sus implicaciones para la formación de planetas, los investigadores desarrollaron un modelo matemático y numérico para la probabilidad de captura, dependiendo de las propiedades de la población planetesimal interestelar y del disco. Descubrieron que capturar guijarros pequeños es extremadamente eficiente, y que capturar cuerpos más grandes es más desafiante, pero aún razonable.

En las densas regiones de cúmulos estelares donde decenas, cientos, o incluso miles de estrellas nacen y viven en pequeñas regiones (el "Manhattan" de la formación estelar), alrededor de 10 ^ 6 de 'Oumuamuas se capturan en el grupo de nacimiento, y el cuerpo más grande capturado puede medir hasta ~ 10 km.

En el campo de la galaxia el entorno del campo galáctico, la captura es más desafiante, pero todavía se pueden capturar alrededor de ~ 10 ^ 3 'Oumuamuas, y se capturan cuerpos de hasta ~ 1 km por sistema, lo suficiente para servir como semilla para la formación de planetas en cada sistema.

Uno es suficiente, Los planetesimales traen alegría y vida

Los investigadores resumen que solo se requiere una pequeña fracción de las estrellas en un cúmulo (menos del 1 por ciento) para formar los planetesimales primordiales, que eventualmente siembra todo el cúmulo de nacimiento de ~ 1000 estrellas. También se esperan números aproximadamente similares para entornos de campo. Ambas estimaciones son conservadoras. Por lo tanto, el depósito interestelar funciona en conjunto con los principales modelos de formación de planetas, proporcionando las semillas iniciales para muchos de los modelos de formación planetesimal.

Otro aspecto lateral interesante es que el material biológicamente activo, en forma de bacterias, puede sobrevivir al duro entorno interestelar si la roca en la que está incrustada es lo suficientemente grande (más de unos pocos centímetros de escala). Aunque solo una pequeña fracción de las rocas expulsadas puede albergar estas bacterias incondicionales, se puede capturar una gran cantidad de estas rocas potencialmente biológicamente activas. Esta captura asistida por gas es un mecanismo mucho más eficiente para la panspermia generalizada, y la mayoría de los sistemas probablemente hayan obtenido sus primeros componentes básicos de vida en algún otro lugar.