Desde su descubrimiento en 2017, un aire de misterio ha rodeado el primer objeto interestelar conocido en visitar nuestro sistema solar, una alargada, Cuerpo en forma de cigarro llamado 'Oumuamua (en hawaiano, "un mensajero que llega primero desde lejos").

¿Cómo se formó? y de donde vino? Un nuevo estudio publicado el 13 de abril en Astronomía de la naturaleza ofrece una primera respuesta integral a estas preguntas.

El primer autor Yun Zhang en los Observatorios Astronómicos Nacionales de la Academia de Ciencias de China y el coautor Douglas N. C. Lin en la Universidad de California, Santa Cruz, utilizó simulaciones por computadora para mostrar cómo objetos como 'Oumuamua pueden formarse bajo la influencia de las fuerzas de las mareas como las que sienten los océanos de la Tierra. Su teoría de la formación explica todas las características inusuales de 'Oumuamua.

"Demostramos que los objetos interestelares similares a 'Oumuamua pueden producirse a través de una extensa fragmentación de las mareas durante los encuentros cercanos de sus cuerpos parentales con sus estrellas anfitrionas, y luego expulsado al espacio interestelar, "dijo Lin, profesor emérito de astronomía y astrofísica de la UC Santa Cruz.

Descubierto el 19 de octubre 2017, por el telescopio panorámico y el sistema de respuesta rápida 1 (Pan-STARRS1) en Hawái, 'Oumuamua no se parece en nada a ninguna otra cosa en nuestro sistema solar, según Zhang. Su superficie seca, forma inusualmente alargada, y el movimiento desconcertante incluso llevó a algunos científicos a preguntarse si se trataba de una sonda alienígena.

"Es realmente un objeto misterioso, pero algunas señales, como sus colores y la ausencia de emisión de radio, señalan que 'Oumuamua es un objeto natural, "Dijo Zhang.

"Nuestro objetivo es elaborar un escenario integral, basado en principios físicos bien entendidos, para juntar todas las pistas tentadoras, "Dijo Lin.

Los astrónomos esperaban que el primer objeto interestelar que detectaran fuera un cuerpo helado como un cometa. Objetos helados como los que pueblan la nube de Oort, un depósito de cometas en los confines de nuestro sistema solar, evolucionan a distancias muy grandes de sus estrellas anfitrionas, son ricas en volátiles, ya menudo son expulsados ​​de sus sistemas anfitriones por interacciones gravitacionales. También son muy visibles debido a la sublimación de compuestos volátiles, que crea la coma (o "cola") de un cometa cuando es calentado por el sol. 'Apariencia seca de Oumuamua, sin embargo, es similar a los cuerpos rocosos como los asteroides del sistema solar, indicando un escenario de expulsión diferente.

Otros investigadores han calculado que debe haber una población extremadamente grande de objetos interestelares como 'Oumuamua. "El descubrimiento de 'Oumuamua implica que la población de objetos interestelares rocosos es mucho mayor de lo que pensábamos anteriormente, ", Dijo Zhang." En promedio, cada sistema planetario debería expulsar en total alrededor de cien billones de objetos como 'Oumuamua. Necesitamos construir un escenario muy común para producir este tipo de objeto ".

Cuando un cuerpo más pequeño pasa muy cerca de uno mucho más grande, Las fuerzas de marea del cuerpo más grande pueden destrozar al más pequeño, como le sucedió al cometa Shoemaker-Levy 9 cuando se acercó a Júpiter. Los procesos de interrupción de las mareas pueden expulsar algunos escombros al espacio interestelar, que se ha sugerido como un posible origen de 'Oumuamua. Pero si tal proceso podría explicar las características desconcertantes de 'Oumuamua seguía siendo muy incierto.

Zhang y Lin realizaron simulaciones por computadora de alta resolución para modelar la dinámica estructural de un objeto que volaba cerca de una estrella. Descubrieron que si el objeto se acerca lo suficiente a la estrella, la estrella puede romperlo en fragmentos extremadamente alargados que luego son expulsados ​​al espacio interestelar.

"La forma alargada es más convincente cuando consideramos la variación de la resistencia del material durante el encuentro estelar. La relación entre el eje largo y el eje corto puede ser incluso mayor que diez a uno, "Dijo Zhang.

El modelado térmico de los investigadores mostró que la superficie de los fragmentos resultantes de la ruptura del cuerpo inicial se derretiría a una distancia muy corta de la estrella y se volvería a condensar a distancias mayores. formando así una costra cohesiva que aseguraría la estabilidad estructural de la forma alargada.

"La difusión de calor durante el proceso de interrupción de las mareas estelares también consume grandes cantidades de volátiles, lo que no solo explica los colores de la superficie de 'Oumuamua y la ausencia de coma visible, pero también aclara la sequedad inferida de la población interestelar, "Dijo Zhang." Sin embargo, algunos volátiles de alta temperatura de sublimación enterrados bajo la superficie, como agua helada, puede permanecer en forma condensada ".

Las observaciones de 'Oumuamua no mostraron actividad cometaria, y solo el hielo de agua es una posible fuente de desgasificación para explicar su movimiento no gravitacional. Si 'Oumuamua fue producido y expulsado por el escenario de Zhang y Lin, Se podría activar una gran cantidad de hielo de agua residual durante su paso a través del sistema solar. La desgasificación resultante causaría aceleraciones que coincidirían con la trayectoria de cometa de 'Oumuamua.

"El escenario de fragmentación de las mareas no solo proporciona una forma de formar un solo 'Oumuamua, pero también explica la vasta población de objetos interestelares similares a asteroides, "Dijo Zhang.

Los cálculos de los investigadores demuestran la eficiencia de las fuerzas de las mareas en la producción de este tipo de objeto. Posibles progenitores, incluidos los cometas de período largo, discos de escombros, e incluso super-Tierras, podría transformarse en piezas del tamaño de 'Oumuamua durante encuentros estelares.

Este trabajo respalda estimaciones de una gran población de objetos interestelares similares a 'Oumuamua. Dado que estos objetos pueden atravesar los dominios de las zonas habitables, No se puede descartar la posibilidad de que puedan transportar materia capaz de generar vida (llamada panspermia). "Este es un campo muy nuevo. Estos objetos interestelares podrían proporcionar pistas críticas sobre cómo se forman y evolucionan los sistemas planetarios, "Dijo Zhang.

Según Lin, "'Oumuamua es solo la punta del iceberg. Anticipamos que muchos más visitantes interestelares con rasgos similares serán descubiertos por observación futura con el próximo Observatorio Vera C. Rubin".

El astrónomo de la Academia Naval de los Estados Unidos, Matthew Knight, que es codirector del equipo del Instituto Internacional de Ciencias Espaciales de Oumuamua y no participó en el nuevo estudio, dijo que este trabajo "hace un trabajo notable al explicar una variedad de propiedades inusuales de 'Oumuamua con un solo, modelo coherente ".

"A medida que se descubran futuros objetos interestelares en los próximos años, Será muy interesante ver si alguna exhibe propiedades similares a las de Oumuamua. Si es así, puede indicar que los procesos descritos en este estudio están generalizados, "Dijo Knight.