El objeto interestelar Oumuamua es el cometa más pequeño conocido
Al ser descrito, se determinó que este objeto
aceleraba alejándose del Sol de una forma que los astrónomos no podían
explicar. Este detalle, junto a que no tenía coma brillante ni cola de polvo, a
su peculiar forma alargada y su pequeño tamaño, llevó a algunos a sugerir que
se trataba de una nave espacial extraterrestre.
Los investigadores sostienen ahora que las
misteriosas desviaciones del cometa de su trayectoria hiperbólica alrededor del
Sol pueden explicarse por un sencillo mecanismo físico común a muchos cometas
helados: la desgasificación de hidrógeno a medida que el cometa se calentaba
bajo la luz solar, según publican en la revista 'Nature'.
Lo que diferenciaba a 'Oumuamua de cualquier otro
cometa bien estudiado de nuestro sistema solar era su tamaño: Era tan pequeño
que su desviación gravitatoria alrededor del Sol se vio ligeramente alterada
por el pequeño empuje creado cuando el gas hidrógeno brotó del hielo.
La mayoría de los cometas son esencialmente bolas de
nieve sucias que se acercan periódicamente al sol desde los confines de nuestro
sistema solar. Al calentarse con la luz solar, un cometa expulsa agua y otras
moléculas, produciendo un halo brillante o coma a su alrededor y, a menudo,
colas de gas y polvo, que actúan como los propulsores de una nave espacial.
Cuando fue descubierto, 'Oumuamua no tenía ni coma
ni cola y era demasiado pequeño y estaba demasiado lejos del Sol para captar
suficiente energía como para expulsar mucha agua, lo que llevó a los astrónomos
a especular a lo loco sobre su composición y lo que lo empujaba hacia el
exterior.
Jennifer Bergner, profesora adjunta de Química de la
Universidad de Berkeley, pensó que podría haber una explicación más sencilla.
Planteó el tema a un colega, Darryl Seligman, ahora becario postdoctoral de la
National Science Foundation en la Universidad de Cornell, y decidieron trabajar
juntos para ponerla a prueba y comprobar si pudiera ser que el cometa emitiera
hidrógeno al calentarse cuando entrara en el sistema solar y eso produjera la
fuerza que se necesita para explicar la aceleración no gravitatoria.
Descubrió que las investigaciones experimentales
publicadas desde 1970 demostraban que cuando el hielo recibe el impacto de
partículas de alta energía similares a los rayos cósmicos, se produce abundante
hidrógeno molecular (H2), que queda atrapado en el hielo. "Como 'Oumuamua
era tan pequeño creemos que produjo la fuerza suficiente para impulsar esta
aceleración", desvela.
Se cree que el cometa tenía un tamaño aproximado de
115 por 111 y por 19 metros pero los astrónomos no podían estar seguros del
tamaño real porque era demasiado pequeño y distante para que los telescopios
pudieran resolverlo.
"Lo bonito de la idea de Jenny es que es
exactamente lo que debería ocurrir con los cometas interestelares --comenta
Seligman--. Teníamos todas estas ideas estúpidas, como icebergs de hidrógeno y
otras locuras, y es simplemente la explicación más genérica".
El 19 de octubre de 2017, en la isla de Maui, los
astrónomos que utilizaban el telescopio Pan-STARRS1, operado por el Instituto
de Astronomía de la Universidad de Hawái en Manoa, observaron por primera vez
lo que pensaron que era un cometa o un asteroide.
Una vez que se dieron cuenta de que su órbita
inclinada y su alta velocidad --87 kilómetros por segundo-- implicaban que
procedía de fuera de nuestro sistema solar, le dieron el nombre de 1I/'Oumuamua
(oh MOO-uh MOO-uh), que en hawaiano significa "un mensajero de lejos que
llega primero". Fue el primer objeto interestelar, aparte de granos de
polvo, jamás visto en nuestro sistema solar. En 2019 se descubrió un segundo,
2I/Borisov, aunque su aspecto y comportamiento eran más parecidos a los de un
cometa típico.
A medida que más telescopios enfocaban a 'Oumuamua,
los astrónomos pudieron trazar su órbita y determinar que ya había dado una
vuelta alrededor del sol y se dirigía fuera del sistema solar.
Como su brillo cambiaba periódicamente por un factor
de 12 y variaba asimétricamente, se supuso que era muy alargado y que giraba de
extremo a extremo. Los astrónomos también observaron una ligera aceleración de
alejamiento del Sol, mayor que la observada en los asteroides y más
característica de los cometas.
Pero, a diferencia de lo que sucede con los cometas,
los astrónomos no detectaron coma, moléculas desgasificadas ni polvo alrededor
de 'Oumuamua. Además, los cálculos mostraron que la energía solar que incidía
sobre el cometa era insuficiente para sublimar el agua o los compuestos
orgánicos de su superficie y darle el impulso no gravitatorio observado. Sólo
los gases hipervolátiles como el H2, el N2 o el monóxido de carbono (CO)
podrían proporcionar una aceleración suficiente para coincidir con las
observaciones, dada la energía solar entrante.
"Nunca habíamos visto un cometa en el sistema
solar que no tuviera una coma de polvo. Así que la aceleración no gravitatoria
era realmente extraña", reconoce Seligman.
Esto llevó a muchas especulaciones sobre qué
moléculas volátiles podría haber en el cometa para causar la aceleración. Los
astrónomos tuvieron que esforzarse para explicar qué condiciones podrían llevar
a la formación de cuerpos sólidos de hidrógeno o nitrógeno, que nunca antes se
habían observado.
Bergner pensó que la desgasificación del hidrógeno
atrapado en el hielo podría ser suficiente para acelerar 'Oumuamua. Buscando en
publicaciones anteriores, encontró muchos experimentos que demostraban que los
electrones de alta energía, los protones y los átomos más pesados podían
convertir el hielo de agua en hidrógeno molecular, y que la estructura
esponjosa y de bola de nieve de un cometa podía atrapar el gas en burbujas
dentro del hielo.
Los experimentos demostraron que, cuando se
calienta, por ejemplo con el calor del sol, el hielo se recuece (pasa de una
estructura amorfa a una cristalina) y fuerza la salida de las burbujas,
liberando el hidrógeno gaseoso. Bergner y Seligman calcularon que el hielo de la
superficie de un cometa podría emitir suficiente gas, ya sea en forma de haz
colimado o de pulverización en abanico, para afectar a la órbita de un cometa
pequeño como 'Oumuamua.
"La principal conclusión es que 'Oumuamua es un
cometa interestelar estándar que acaba de experimentar un fuerte procesamiento
--afirma Bergner--. Los modelos que hemos ejecutado son coherentes con lo que
vemos en el sistema solar en cometas y asteroides. Así que, básicamente, se
podría empezar con algo que se parece a un cometa y que este escenario
funcione".
La idea también explica la ausencia de coma de
polvo. "Incluso si hubiera polvo en la matriz de hielo, no se está
sublimando el hielo, sólo se está reorganizando el hielo y luego dejando que se
libere H2. Por lo tanto, el polvo ni siquiera va a salir", dijo Seligman.
Seligman señala que su conclusión sobre la fuente de
la aceleración de 'Oumuamua debería cerrar la cuestión sobre el cometa. Desde
2017, él, Bergner y sus colegas han identificado otros seis cometas pequeños
sin coma observable, pero con pequeñas aceleraciones no gravitacionales, lo que
sugiere que tales cometas "oscuros" son comunes.
Uno de estos cometas oscuros, 1998 KY26, es el
próximo objetivo de la misión japonesa Hayabusa2, que recientemente recogió
muestras del asteroide Ryugu. Se pensaba que el 1998 KY26 era un asteroide
hasta que en diciembre se identificó como un cometa oscuro.
..
Comentarios
Publicar un comentario