En la última década, los astrónomos han logrado observar tres objetos interestelares (OIE) que han atravesado nuestro sistema solar. Estos son el enigmático ‘Oumuamua en 2017, el cometa interestelar 2I/Borisov en 2019 y el 3I/ATLAS, que se acercará a nuestro sol en julio de 2025. Este último objeto también parece ser un cometa, según las observaciones recientes que indican que está liberando vapor de agua a medida que se aproxima al sol.
La detección de estos objetos, que antes se habían teorizado sin pruebas concretas, ha despertado un creciente interés por sus orígenes, su dinámica y el destino que les espera al abandonar nuestro sistema solar. Dado que los asteroides y cometas son, en esencia, material residual de la formación de planetas, el estudio de los OIE podría ofrecer valiosos conocimientos sobre las condiciones en otros sistemas estelares, sin necesidad de enviar misiones intergalácticas.
Investigación sobre los Orígenes de los OIE
En un reciente artículo que se encuentra en revisión para su publicación en Astronomy & Astrophysics, Shokhruz Kakharov y el profesor Abraham Loeb han calculado las trayectorias de estos tres visitantes interestelares para determinar su origen y aplicar restricciones de edad. Sus hallazgos sugieren que los OIE provienen de diferentes regiones del disco de la Vía Láctea y que su antigüedad varía desde un millón hasta varios miles de millones de años.
Kakharov es estudiante de posgrado en el Departamento de Astronomía de la Universidad de Harvard, donde su trabajo incluye estudios sobre objetos interestelares, trayectorias de naves espaciales como Voyager, imágenes directas y el flujo de materia oscura extragaláctica. Por su parte, el profesor Loeb es director del Instituto de Teoría y Computación en el Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian.
El descubrimiento de ‘Oumuamua marcó un hito en la astronomía, confirmando la existencia de OIE e inspirando esfuerzos para estudiarlos más de cerca. Como explicó Kakharov, estos objetos han transformado nuestra comprensión de la dinámica galáctica y la formación de sistemas planetarios. Antes de la llegada de ‘Oumuamua, no contábamos con evidencia directa de que objetos de otros sistemas estelares pudieran alcanzar nuestro sistema solar. Estos visitantes proporcionan muestras únicas de material de sistemas planetarios distantes, lo que nos permite obtener información sobre la composición química y las propiedades físicas de materiales exoplanetarios que no podemos obtener a través de observaciones remotas.
Además, actúan como sondas naturales del medio interestelar y la dinámica galáctica, revelando las interacciones gravitacionales que moldean las poblaciones estelares a lo largo de miles de millones de años.
Actualmente, el único medio viable para enviar naves espaciales a sistemas estelares cercanos implica el uso de artefactos de tamaño reducido y velas solares, que son aceleradas mediante arreglos de energía directa a una pequeña fracción de la velocidad de la luz. Ejemplos de estas iniciativas incluyen el proyecto Starshot de la Breakthrough Initiative y el concepto Swarming Proxima Centauri del Instituto para Estudios Interestelares.
Estas misiones, aunque podrían alcanzar la estrella más cercana (Proxima Centauri) dentro de una vida humana, resultarían extremadamente costosas y tardaríamos décadas en conocer las condiciones de los sistemas estelares vecinos. Sin embargo, como han demostrado ‘Oumuamua, 2I/Borisov y 3I/ATLAS, los OIE atraviesan nuestro sistema solar de manera regular, ofreciendo oportunidades de investigación únicas. Determinar el origen de cada OIE es el primer paso para entender la diversidad y dinámica de las poblaciones estelares en la Vía Láctea.
Kakharov resaltó que comprender los orígenes de los OIE proporciona un contexto más profundo para interpretar sus propiedades físicas y químicas. Por ejemplo, saber que 3I/ATLAS probablemente proviene de una población estelar antigua sugiere que ha experimentado procesos evolutivos diferentes en comparación con objetos más jóvenes. Esta información nos ayuda a entender la diversidad de arquitecturas de sistemas planetarios y las condiciones bajo las cuales los objetos son expulsados al espacio interestelar.
Para su estudio, Kakharov y Loeb realizaron una serie de simulaciones numéricas de Monte Carlo utilizando el modelo de potencial galáctico GalPot, un paquete de software diseñado para calcular el potencial gravitacional de una galaxia. Generaron 10,000 trayectorias posibles para cada OIE, teniendo en cuenta las incertidumbres observacionales en sus velocidades y las incertidumbres sistemáticas en el movimiento solar relativo al Estándar Local de Reposo. Integraron cada trayectoria durante 1,000 millones de años en el potencial gravitacional de la Vía Láctea para determinar sus máximas excursiones verticales desde el plano galáctico.
De esta manera, pudieron integrar numéricamente las trayectorias de estos tres objetos interestelares hacia atrás en el tiempo y relacionarlas con poblaciones estelares potenciales. Su análisis reveló que los tres OIE provienen de poblaciones estelares distintas con diferentes edades y ubicaciones galácticas. Según sus resultados, 3I/ATLAS es el más antiguo de los tres, con una edad media de 4.6 mil millones de años, y se originó en el disco grueso de la Vía Láctea. Esta componente es más gruesa que el disco delgado (donde reside nuestro sol) y está poblada por estrellas más antiguas y de menor metalicidad.
En comparación, 1I/’Oumuamua es relativamente joven, con aproximadamente 1 mil millones de años, y proviene del disco delgado, donde aún se están formando nuevas estrellas. 2I/Borisov se sitúa entre ambos en edad, con aproximadamente 1.7 mil millones de años, y también tiene su origen en el disco delgado.
Esta diversidad sugiere que los OIE son expulsados de sistemas planetarios a lo largo de la historia de la galaxia, no solo de sistemas jóvenes y recientemente formados. Estos hallazgos también ofrecen un vistazo a lo que está por venir, gracias a nuevas instalaciones de observación que comenzarán a operar en los próximos años. El Observatorio Vera C. Rubin, por ejemplo, promete aumentar drásticamente las tasas de detección de OIE, con la posibilidad de encontrar docenas de nuevos objetos interestelares cada año. Misiones futuras como el Comet Interceptor de la Agencia Espacial Europea podrían facilitar el análisis in situ de un OIE. Estas instalaciones permitirán estudios estadísticos de poblaciones de OIE, lo que nos ayudará a comprender su frecuencia, distribución y diversidad en diferentes entornos estelares.
