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CIENCIA. El sol puede tener un gemelo perdido hace mucho tiempo

La ilustración muestra un par de estrellas binarias con una eclipsando parcialmente a la otra.
(Imagen: © ESO / L. Calçada)
La región más distante de nuestro sistema solar, una esfera de escombros oscuros y helados más allá de Neptuno, está demasiado pobladaTodo eso que hay, más allá del alcance del antiguo disco de gas y polvo que formó los planetas, no coincide con los modelos científicos de cómo se formó el sistema solar. Ahora, un par de investigadores ha ofrecido una nueva visión de este lejano misterio: nuestro sol tiene un gemelo perdido hace mucho tiempo. Y las dos estrellas pasaron su infancia recolectando los escombros del espacio interestelar, llenando los confines del sistema solar.

No podemos ver a este gemelo. Dondequiera que esté, si es que alguna vez existió, se separó de su órbita con nuestro sol hace eones. Las dos estrellas habrían dado vueltas alrededor de la Vía Láctea más de una docena de veces desde entonces, y pueden haber terminado en regiones del espacio totalmente diferentes. Pero un registro de la influencia de ese gemelo perdido en nuestro sistema solar puede permanecer en nuestra nube de Oort, un misterioso vecindario de cometas y rocas espaciales en los límites exteriores de la influencia de nuestro sol.


La ilustración muestra que la nube de Oort es, con mucho, la parte más vasta de nuestro sistema solar, y se extiende mucho más allá del anillo de planetas y asteroides interiores. (Imagen: NASA / JPL)

La nube de Oort es un lugar extraño. A diferencia de los planetas y asteroides del sistema solar interior, que se encuentran en un solo disco plano alrededor del sol, forma una esfera hueca de escombros que rodea el sistema solar en todas direcciones. En comparación con los planetas interiores, estos vagabundos distantes experimentan muy poco la gravedad del sol y podrían ser fácilmente empujados fuera de sus órbitas hacia el espacio interestelar. Los objetos más distantes en esa esfera apenas están vinculados a nuestro sol, y se alejan 100.000 veces más lejos del sol que la Tierra


"Eso es en realidad la mitad de camino a la estrella más cercana, Alpha Centauri", dijo el coautor del estudio Avi Loeb, astrofísico de Harvard"Si Alpha Centauri también tiene una nube de Oort, si todas las estrellas tienen nubes de Oort, entonces todas se tocan como bolas de billar y el espacio se llena con ellas".
Nuestra nube de Oort está menos poblada de objetos grandes que el sistema solar interior. Vuela a través de él en una nave espacial y es poco probable que encuentres algo. Pero aún alberga muchas más cosas de las que debería. Probablemente alrededor de 100 mil millones de objetos individuales, en su mayoría trozos de roca y hielo, residen en la nube. No podemos verlos directamente, pero hay mucha evidencia de ellos: los cometas que se sumergen en el sistema solar interior desde la nube de Oort a intervalos regulares.

Hay evidencia de cosas aún mayores en la nube de Oort. Desde hace unos años, los científicos que estudian los objetos conocidos más allá del cúmulo de Neptuno han sugerido que puede haber un planeta desconocido que los está forzando a formar. Este Planeta 9 sería hasta 10 veces más pesado que la Tierra, aunque aún no se ha visto. Toda esa masa mucho más allá de Neptuno causa problemas a los astrónomos, dijo Loeb. También lo hace el hecho de que la nube de Oort forme una esfera, cuando todos los planetas y asteroides del sistema solar interior parecen haberse formado a partir de un disco plano de polvo y gas.


La pregunta es: ¿Cómo llegó a existir?.La opinión popular es que tal vez fueron esparcidos por el disco que formó los planetas. No se puede explicar fácilmente la gran cantidad de objetos de la nube de Oort de esta manera.



Hay algunos objetos en la nube claramente provienen del sistema solar interior. Pero los objetos grandes en este grueso "disco disperso" solo constituyen una fracción - aproximadamente 1/50 - del recuento total de objetos grandes que orbitan más allá de Neptuno. Y las simulaciones de la formación de nubes de Oort que tienen todos los objetos provenientes del sistema solar interior, sugieren que debería tener entre un tercio y un décimo del número de objetos grandes que parece contener. Y si asume que hay un gran planeta orbitando por ahí, la abarrotada nube de Oort se vuelve aún más difícil de explicar. En este caso, el sol pudo haber trabajado junto con un gemelo perdido para capturar objetos que pasaban desde el espacio profundo.

Los científicos han desarrollado un nuevo método para encontrar agujeros negros en el sistema solar exterior y, junto con él, determinar de una vez por todas la verdadera naturaleza del supuesto Planeta Nueve.


La teoría es la siguiente 
Los astrónomos ya están de acuerdo en que el sol, como la mayoría de las estrellas, probablemente se formó en un cúmulo compacto con muchas otras estrellas en una bolsa galáctica de polvo y gas. Ese vivero estelar probablemente estaba lleno de objetos rebeldes: cometas interestelares y tal vez cosas más pesadas como planetas. Pero por sí sola, la gravedad del sol probablemente no fue lo suficientemente fuerte como para atraer a tantos de esos objetos a las órbitas de Oort.
Pero, ¿y si el sol y otra estrella orbitaran uno alrededor del otro? Agregue este compañero binario a la mezcla y el cálculo cambia. Suponiendo que las dos estrellas fueran aproximadamente del mismo tamaño y orbitaran entre sí a 1000 veces la distancia entre la Tierra y el sol (aproximadamente el 1,5% de un año luz), su gravedad colectiva podría haber atrapado trozos de roca y hielo del medio interestelar. Para cuando el sol y su gemelo se separaron, sus órbitas probablemente se rompieron por un encuentro cercano con una tercera estrella, cada uno habría estado envuelto en una nube de Oort mucho más espesa de lo que el sol y su gemelo habrían capturado por sí mismos.






Hay algunas cosas buenas sobre esta teoría. Explica claramente no solo la cantidad de objetos en la nube de Oort, sino también su forma. Los objetos extraídos al azar del espacio profundo habrían formado una esfera alrededor del sol como vemos, no un disco.





Si los astrónomos están en lo cierto, es probable que se haya subestimado la cantidad de objetos verdaderamente grandes existentes en la nube de Oort. Con un compañero binario, el sol debería haber capturado no solo el todavía hipotético Planeta 9 de su cúmulo de nacimiento, sino muchos planetas enanos, objetos como Ceres y Plutón del sistema solar interior, que aún orbitarían en esa parte lejana del espacio. En este momento, no hay evidencia de esos planetas enanos. Pero la tenue y distante nube de Oort todavía se comprende tan mal que su ausencia en los datos no es sorprendente.
El Large Synoptic Survey Telescope (LSST), que se completará en Chile en 2021, escaneará el cielo con un detalle sin precedentes en busca de este tipo de objetos lejanos y tenues. Si el primer escaneo largo del espacio del LSST revela el Planeta 9 y una gran población de planetas enanos adicionales en la nube de Oort, eso sugeriría fuertemente que nuestro sistema solar alguna vez tuvo un gemelo. Dondequiera que terminó ese gemelo estelar, si existió, nunca lo volveremos a encontrar. Todo en la Vía Láctea se ha agitado demasiadas veces desde la disolución del cúmulo de nacimiento original de nuestro sol, hace 4.500 millones de años. Pero podemos imaginar cómo habría sido: no un segundo sol, porque incluso cuando las estrellas estaban hermanadas, todavía estaban distantes unas de otras. En cambio, podría haber parecido un planeta demasiado brillante, moviéndose muy lentamente por el cielo.


Fuente: Amir Siraj, Abraham Loeb. Searching for Black Holes in the Outer Solar System with LSSTThe Astrophysical Journal Letters, 2020 (accepted); [abstract]





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