sábado, 10 de octubre de 2015

Sednitos en el espacio

New Horizons ya nos ha mandado las primeras imágenes de Plutón y sus satélites. Si todo va bien visitará uno o dos más de los misteriosos mundos del Cinturón de Kuiper-Fernández en las próximas décadas. ¿Y después? New Horizons comenzará la etapa interestelar de su exploración, como ya han hecho las Voyager.

Pero el sistema solar no se acaba ahí. Hay cuerpos en órbita alrededor del Sol mucho más allá del Cinturón K-F. Mundos que hacen que Plutón parezca un planeta interior. El primero en ser descubierto, en 2003, fue Sedna. Actualmente está a 86 unidades astronómicas del Sol, más o menos el triple que Neptuno. Pero su órbita es extremadamente ovalada, mucho más que la de Plutón, de manera que la mayor parte de su año está mucho más lejos, hasta casi 1000 unidades astronómicas. Para sorpresa de los astrónomos resultó que Sedna no estaba solo. En 2012 se descubrió 2012 VP113 (todavía no tiene un nombre propio, pero le dicen Biden, por VP: Vice President), con una órbita similar. Y los astrónomos han analizado las órbitas de todos los objetos conocidos y han descubierto un puñado que, sin ser tan extremos, tienen características similares a Sedna y a Biden. Aquí están, estos son, los 13 ¡Sednitoooooos... en el Espaciooooo!


La órbita de Plutón está ahí dentro, pintada de azul, casi ni se ve. Todos estos mundos, los Sednitos, nunca se acercan al Sol más que 30 unidades astronómicas, y sus órbitas son tan estiradas que miden más de 150 unidades astronómicas. ¡De dónde salieron! La órbita de Sedna es tan inusal que actualmente es el objeto menos entendido del sistema solar. Y el hecho de que haya otros 12 (¡y posiblemente muchos más!) con características similares hace que uno sospeche que tienen un origen en común. ¿Cuál puede haber sido?

Oficialmente están clasificados como objetos del disco disperso, es decir, objetos como Plutón y similares, pero que por acción gravitatoria de Neptuno han sido dispersados a órbitas muy estiradas e inclinadas con respecto al plano que ocupan los planetas. Sin embargo los Sednitos nunca pasan suficientemente cerca de Neptuno como para haber sufrido esta dispersión. Es posible que el mecanismo que los puso donde están haya comenzado como una acción de Neptuno, seguida luego por algún otro mecanismo. Pero también podrían ser de otro origen...

La representación que hice en Celestia no permite apreciar lo parecidas que son las órbitas de los Sednitos. Aquí al lado he graficado tres de sus características orbitales. Para cada uno de los 13 he puesto: la excentricidad, que mide cuán ovalada es la órbita (cero es circular, 1 es tan estirada que directamente es una órbita abierta, que no regresa); la inclinación, con respecto al plano de las órbitas de los planetas (de 0 a 90 grados); y la más rara pero más significativa, el argumento del perihelio, que es un ángulo de 0 a 360 grados que dice para dónde apunta el eje largo del óvalo de la órbita. Aunque parece haber dos grupos (los que tienen argumento cerca de 360 y los que tienen argumento cerca de 0) hay que recordar que 0 y 360 son la misma dirección. Así que todas estas órbitas son óvalos muy estirados, apuntando todas para el mismo lado y con la misma inclinación, como si fueran los pétalos de una flor empujados por un tremendo ventarrón.

Un grupo de astrónomos (los que bautizaron a la familia como Sednitos) ha propuesto una idea que parece loca pero plausible: Sedna y los Sednitos podrían venir de otra estrella. ¡Chan! Ya hemos contado que el Sol debe haber nacido en un cúmulo de estrellas. Durante las etapas iniciales de formación estas estrellas estaban bastante juntas y podrían haber pasado muy cerca, cada una con sus proto-sistemas planetarios. Durante estos encuentros cercanos podrían haber intercambiado protoplanetas: algunos del Sol habrían ido p'allá, mientras que algunos de la otra estrella habrán venido p'acá. Es similar a otra promiscuidad astronómica que hemos contado: el intercambio de estrellas en sistemas binarios. Los cálculos muestran que una estrella pasando a algunos cientos de unidades astronómicas del Sol nos dejaría de regalo una familia de planetas con órbitas parecidas, todas inclinadas de la misma manera y apuntando para el mismo lado, tal como los Sednitos.

El telescopio espacial Gaia seguramente descubrirá más Sednitos y, tal vez, incluso a la estrella hermana del Sol. ¿Estarán allí los planetas solares robados? Curiosamente el escenario más probable, según calculan, es que la otra estrella haya tenido una masa inicial de 1.8 masas solares. En tal caso debe haber envejecido más rápido que el Sol. Y ya debe haber perdido la mayor parte de su materia convirtiéndose en una estrella enana de 0.6 masas solares. Tal como hemos contado, cuando esto ocurre los planetas quedan libres y salen escapados de su estrella. Planetitas hermanos de la Tierra, nacidos de la misma nube y transplantados a otro sol, podrían estar errando, oscuros y helados, por el espacio interestelar. ¡Pobrecitos!


El artículo donde leí sobre este posible origen de los Sednitos es: How Sedna and family were captured in a close encounter with a solar sibling, de Lucie Jílková et al., Mon. Not. R. Astron. Soc. (accesible gratis en http://arxiv.org/abs/1506.03105).

Nota para despistados: el nombre de la nota remite a un famoso sketch de El Show de los Muppets: Cerditos en el Espacio.

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4 comentarios:

  1. Muchas gracias por este artículo, Dr. Abramson. ¿Pero qué clase de curvatura tendrá entonces el espacio-tiempo, alrededor del Sol?

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    1. No estoy seguro de entender tu pregunta. La curvatura del espaciotiempo en las proximidades del Sol el la que da la ecucación del campo gravitatorio de la Relatividad General: el tensor de Einstein es proporcional al tensor de energía-momento. Pero no tiene ninguna relación con la existencia de estos cuerpos tan lejos del Sol.

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  2. ¡Muy interesante articulo! ¿Acaso los sednitos son los objetos mas alejados del sistema solar? ¿Se sabe precisamente cual es el objeto mas alejado?. Desde ya, muchas gracias.

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    1. Lucas: Sedna no es el objeto más lejano HOY, pero es el objeto conocido que más se aleja del Sol. En el punto más lejano llega a estar a 937 u.a., 30 veces más lejos que Neptuno. Los sednitos, y otros objetos "dispersos", son los objetos más lejanos conocidos en órbita alrededor del Sol. Están más lejos que los del cinturón de Kuiper donde vive Plutón. Pero no son los objetos más lejanos del Sol. Se conjetura que existe una nube esférica aún más lejana, tal vez hasta un par de años luz de distancia, donde se originan los cometas de período largo. No se conoce ninguno de estos objetos, o tal vez los Sednitos sean parte de una subpoblación de esa nube que se encuentra más próxima. O tal vez haya toda una estructura de poblaciones en cáscaras y filamentos a distintas distancias. No lo sabemos. Todos esos objetos, aún estando en órbita alrededor del Sol, se encuentran de todos modos en el espacio interestelar, que empieza donde el viento solar pierde fuerza y se frena contra el tenue gas que ocupa el espacio entre las estrellas.
      El objeto conocido más alejado HOY es Eris, a 96 u.a.

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