En un año (quizás dos), el Observatorio Vera C. Rubin en Chile entrará en funcionamiento y comenzará su Legacy Survey of Space and Time (LSST) de 10 años. Con su espejo de 8,4 metros (27 pies) y su cámara de 3,2 gigapíxeles, Se espera que este observatorio recopile 500 petabytes de imágenes y datos. También abordará algunas de las preguntas más urgentes sobre la estructura y evolución del universo y todo lo que contiene.

Uno de los aspectos más esperados del LSST es cómo permitirá a los astrónomos localizar y rastrear objetos interestelares (ISO), que se han vuelto de particular interés desde que 'Oumuamua voló a través de nuestro sistema en 2017. Según un estudio reciente realizado por un equipo de la Universidad de Chicago y el Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica (CfA), el Observatorio Rubin detectará alrededor de 50 objetos durante su misión de 10 años, muchos de los cuales podremos estudiar de cerca usando misiones de encuentro.

Su artículo que describe sus hallazgos, que se está revisando para su publicación en el Revista de ciencia planetaria, fue dirigido por Devin Hoover, investigador del Departamento de Astronomía y Astrofísica de la Universidad de Chicago. Se le unió Darryl Seligman, un T.C. Becario postdoctoral de Chamberlin en el Departamento de Ciencias Geofísicas de la Universidad de Chicago; y Matthew Payne, un científico investigador de la SAO en el Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica.

Desde que la humanidad vio por primera vez un objeto interestelar el 19 de octubre, 2017, los astrónomos han contemplado la posibilidad de reunirse con futuros visitantes. Si bien los astrónomos ya habían teorizado que nuestro sistema solar es visitado por objetos interestelares algunas veces al año, 'Oumuamua el primer objeto de este tipo jamás observado. Es más, la forma en que desafió la clasificación llevó rápidamente a la comprensión de que este objeto era el primero de su tipo en ser observado.

Esto generó muchas especulaciones sobre lo que podría ser, con posibilidades que van desde un iceberg de hidrógeno, un trozo de un cuerpo parecido a Plutón, un "conejito de polvo interestelar, "e incluso una vela solar extraterrestre. Independientemente de su verdadera naturaleza, 'La mera existencia de Oumuamua confirmó que los ISO son estadísticamente significativos en nuestra galaxia, lo que se vio reforzado por la detección de un segundo ISO (2I / Borisov) casi dos años después.

Como explicó el autor principal Devin Hooper a Universe Today por correo electrónico, la perspectiva de estudiar un ISO es extremadamente prometedora, dado lo que representan:"Los objetos interestelares representan los bloques de construcción y los restos del proceso de formación de planetas en sistemas extrasolares. Así como los cometas y asteroides del sistema solar nos han dicho más sobre su formación que los propios planetas, Los objetos interestelares nos dirán más sobre la formación de estrellas y planetas que los exoplanetas y las estrellas. Dado que estos objetos pasan por el sistema solar, podemos obtener información sobre los componentes básicos de los planetas extrasolares sin viajar a otros sistemas planetarios ".

Por estas razones, la comunidad astronómica espera con ansias el descubrimiento de más objetos interestelares. Varios estudios ya han demostrado cómo los nuevos instrumentos detectarán varios de estos objetos al año, lo que permitirá a los astrónomos restringir las propiedades de este tipo de objeto y determinar cómo 'Oumuamua y 2I / Borisov encajan en la población general.

Por ejemplo, Los investigadores han indicado que el Observatorio Vera C. Rubin detectará varios ISO al año una vez que comience el LSST. Similar, hay propuestas para misiones de interceptación rápida capaces de reunirse con algunos de estos objetos. Para determinar cuántos objetos serían detectables y alcanzables, Hoover y sus colegas ejecutaron una serie de simulaciones por computadora que generaron una población completa de ISO que ingresaron al sistema solar.

La densidad numérica de los objetos se basó en lo que implicaba la detección de 'Oumuamua y 2I / Borisov, es decir, 10 ²⁶ en nuestra galaxia, y uno que pasa por el sistema solar interior en un momento dado. Para ver cuál sería detectable por el LSST, dijo Hoover, desarrollaron tres criterios de detectabilidad:

"Primero, la ISO debe tener una magnitud aparente mínima inferior a 24; en otras palabras, debe ser lo suficientemente brillante para ser observado por el LSST. Segundo, la ISO debe alcanzar una altitud superior a +30 grados; en otras palabras, debe estar lo suficientemente alto en el cielo ... Finalmente, el sol debe tener una altitud inferior a -18 grados; en otras palabras, el sol está por debajo del horizonte para oscurecer el cielo lo suficiente en el momento de la observación. El segundo y tercer criterio aseguran que los ISO detectables estén significativamente distantes del sol en el cielo ".

Si alguna ISO que pasa a través del sistema solar interior satisface estos tres criterios en cualquier punto de su trayectoria (coincidente con la campaña de observación de 10 años del LSST), luego se consideró detectable. Descubrieron que aproximadamente el 20% de los ISO en su población simulada serían detectables por el LSST y accesibles mediante una misión de encuentro ISO dedicada. Esto equivale a aproximadamente una ISO por año entre 2022 / 23-2032 / 33.

Mirando hacia el futuro cercano, Estos resultados permitirán a los investigadores diseñar estrategias de observación que maximizarán la probabilidad de detectar ISO y ayudarán a determinar qué misiones de encuentro futuras son factibles. Hoover dice:"Específicamente, El 1,69% de los ISO de nuestra muestra son detectables y alcanzables mediante una misión de encuentro con 30 km / s de delta-v. Requerimos ambos criterios porque solo conocemos las trayectorias de los ISO detectados, haciendo posible enviarles misiones de interceptación. Esta, por supuesto, depende del descubrimiento de más ISO. A medida que la comunidad astronómica mejora sus capacidades de detección, probaremos un número mucho mayor de ISO, permitiéndonos elegir entre una gama más amplia de objetivos para una misión de encuentro ".

Ahora, Hay dos misiones en desarrollo, la misión Comet Interceptor de la ESA y el concepto BRIDGE de la NASA, que fueron consideradas en este estudio por Hoover y sus colegas. Como indicó Hoover, estas misiones tendrán un delta-v de 15 km / s (54, 000 km / h; 33, 554 mph) y 2 km / s (7, 200 km / h; 4, 474 mph) respectivamente. Esto no cumple con los requisitos delta-v especificados en su estudio, lo que reduce considerablemente la población de ISO accesibles.

De hecho, los resultados obtenidos por Hoover y sus colegas indican que con estas dos misiones, el porcentaje de ISO alcanzables se redujo a 0.471% y 0.003% de su muestra, respectivamente. Dada la densidad numérica de ISO en su simulación, esto equivale a aproximadamente 1 ISO por año que sería detectable y alcanzable con el concepto BRIDGE de la NASA. Sin embargo, hay muchas propuestas para misiones de interceptación con mayores capacidades delta-v, como velas de luz y matrices de energía dirigida. Incluso las misiones más lentas tienen la posibilidad de encontrar una cita.

"Debido a limitaciones tecnológicas, las capacidades delta-v de las misiones actuales son limitadas, pero esto no hace imposible una misión de encuentro con un ISO, ", dijo Hoover." Dada la estimación actual de la densidad numérica de ISO dentro del sistema solar, ~100 are within the 5 AU sphere at any given time. Given the time it takes for a typical ISO to cross the 5 AU sphere, we calculated that the LSST should detect ~10 reachable targets for BRIDGE within its 10-year observational campaign. Por lo tanto, I would not rule out the possibility of low delta-v intercept missions."

Mirando hacia el futuro, the results of this study will be of considerable use to astronomers and space agencies. Beyond offering updated estimates on how many ISOs will be detectable soon, these results will also allow researchers to devise observation strategies that maximize the likelihood of detecting ISOs. Es más, they underline the need for dedicated intercept missions capable of keeping up with ISOs that buzz our system!