El telescopio Webb lo dejará todo para observar el próximo objeto interestelar

¿Cometa? ¿Asteroide? ¿Extraterrestre? Webb podría descubrir a estos extraños intrusos.

Esta ilustración muestra el primer asteroide interestelar: ‘Oumuamua. Observaciones llevadas a cabo con el VLT (Very Large Telescope) de ESO, en Chile, y con otros observatorios del mundo, muestran que este objeto ha viajado por el espacio durante millones de años antes de su encuentro casual con nuestro sistema estelar. Parece ser un objeto metálico o rocoso, muy alargado y de un color rojo oscuro, con unos 400 metros de largo, y nunca antes se había observado un objeto parecido en el Sistema Solar.
Crédito:
 European Southern Observatory (ESO)/M. Kornmesser.

EL TELESCOPIO ESPACIAL JAMES WEBB es una máquina de muchos talentos. Puede mirar a través del denso polvo espacial, vislumbrar el drama estelar de galaxias distantes e incluso observar las primeras estrellas del universo. Pero algunos de los trabajos más fascinantes de Webb estarán respondiendo preguntas mucho más cercanas a casa, como el apremiante dilema conocido como objetos interestelares.

Estos objetos, ya sean cometas, asteroides o quizás artefactos extraterrestres (dependiendo de a quién le preguntes), nacen de otra estrella y transportan datos valiosos encerrados en su coma gaseoso y núcleo helado.

Los astrónomos han rastreado dos de estos objetos y recopilado la mayor cantidad de información posible de los telescopios terrestres y espaciales durante su breve viaje a través del Sistema Solar. Pero un estudio planificado que utiliza el espejo de 6,5 metros del Webb y un conjunto avanzado de cámaras infrarrojas esbozará una imagen aún más clara de estos objetos interestelares, sus estrellas anfitrionas extranjeras y la singularidad de nuestro propio Sistema Solar entre los miles de millones de estrellas que componen la Vía Láctea.

En 2019, el Hubble pudo observar a 2I/Borisov, pero el telescopio Webb podrá desentrañar los misterios de los próximos objetos interestelares. 
Créditos:
NASA, ESA y J. DePasquale (STScI).

¿Qué hace un objeto interestelar?

El 19 de Octubre de 2017, el telescopio Pan-STARRS en Maui, Hawái, detectó un objeto extraño que atravesaba el Sistema Solar. La velocidad del objeto junto con su extrema excentricidad significaba que no estaba ligado gravitacionalmente a nuestro Sol. Este objeto, llamado ‘Oumuamua (que significa «mensajero de lejos que llega primero»), fue el primer objeto interestelar jamás registrado, y qué objeto era.

Descrito como «en forma de cigarro», la longitud de ‘Oumuamua era 10 veces su ancho, una rareza extrema entre los objetos espaciales, y los astrónomos clasificaron originalmente a este intruso interestelar como un cometa. Pero debido a que no tenía coma, una especie de atmósfera alrededor de un cometa causada por la sublimación del hielo, la NASA lo reclasificó como un asteroide, pero esta nomenclatura de bádminton no termina ahí.

En su salida del Sistema Solar, ‘Oumuamua aceleró inesperadamente más allá del Sol debido a un rasgo del cometa llamado «desgasificación». Para hacer las cosas aún más confusas, algunos astrónomos piensan que Oumuamua no es ni un cometa ni un asteroide, sino una especie de «iceberg cósmico«.

Debido a que solo tenía un cuarto de milla (400 metros) de largo, ‘Oumuamua ya no era visible por ningún telescopio, terrestre u orbital, en Enero de 2018. Se estima que ‘Oumuamua ahora está cruzando la órbita de Neptuno mientras continúa su viaje hacia la constelación de Pegaso. Los astrónomos nunca volverán a estudiar este objeto único en la vida.

‘Oumuamua, junto con el descubrimiento del cometa errante en su mayoría normal Borisov en 2019, son los dos únicos objetos interestelares que se han registrado en nuestro Sistema Solar. Debido a que los astrónomos no tienen idea de cuándo el próximo objeto interestelar atravesará el cielo, cómo se verá o cuánto tiempo será observable, el telescopio Webb podría reunir a expertos en cometas y asteroides para estar listos para cualquier cosa que la galaxia nos arroje.

Y si ‘Oumuamua es una indicación, necesitarán toda la ayuda que puedan obtener.

Animación de la inusual voltereta de ‘Oumuamua. 
Crédito: NASA/JPL-Caltech

Un complejo Webb de ciencia interestelar.

A principios de este mes, la NASA publicó las primeras imágenes capturadas por el Telescopio Webb de $ 10 mil millones. Uno de los astrónomos que esperaban ansiosamente esas imágenes era Michael Kelley, científico de cometas de la Universidad de Maryland y coinvestigador de la propuesta de objeto interestelar del telescopio. Aunque su primer contacto con el potencial de Webb estuvo a la altura de las expectativas (su instantánea de la Nebulosa de Carina es ahora su fondo de escritorio), Kelley considera que Webb se adapta perfectamente a su línea de trabajo.

“Me gusta llamarlo una ‘máquina de ciencia cometaria”, le dice Kelley a Inverse. Esto se debe a que la capacidad de espectrógrafo y de imágenes de Webb brindará a los astrónomos como Kelley una cantidad extraordinaria de detalles, incluso si ese cometa es interestelar o de cosecha propia.

Los cometas se componen principalmente de tres hielos principales: agua, dióxido de carbono y monóxido de carbono. El espectrógrafo de infrarrojo cercano de Webb (NIRSpec) analizará la composición química de estos hielos simultáneamente a medida que se vaporizan lentamente por el calor del Sol. Esto les da a los astrónomos pistas sobre dónde posiblemente se formó un objeto interestelar en su sistema anfitrión. Mucha agua, por ejemplo, podría significar que el objeto se fusionó más cerca de su estrella porque otros hielos requieren temperaturas más frías, según Kelley.

Usando el Instrumento de Infrarrojo Medio (MIRI), Webb también proporcionará cierta claridad sobre la composición del polvo que emana de estos cuerpos. Los datos que proporciona podrían respaldar algunas de las teorías más importantes que explican cómo se formaron los océanos o cómo se arraigó la vida en nuestro Sistema Solar.

“El carbono es una gran molécula porque es lo que permite la vida”, dice Kelley. «La idea es que los cometas y los asteroides trajeron carbono a la superficie de la Tierra… una de las cosas que estamos buscando es ese polvo carbonoso».

Los cometas son como cápsulas cósmicas del tiempo. Debido a que generalmente se forman en los confines más lejanos de un sistema estelar, los cometas a menudo están encerrados en hielo, preservando la geología de su formación protoplanetaria durante miles de millones de años.

Los asteroides, por otro lado, a menudo están sujetos a temperaturas más cálidas, lo que hace que se derritan o cambien de otras formas. Si bien los científicos creen que los cometas constituyen la mayoría de los objetos interestelares (porque los cometas son expulsados ​​​​con mayor frecuencia), un asteroide interestelar no está fuera de la discusión.

Cristina Thomas es Científica Planetaria en la Universidad del Norte de Arizona, coinvestigadora de la propuesta de Webb y experta en asteroides. Mientras que Kelley está interesado en la química de los cometas interestelares, Thomas está concentrada en lo que Webb podría decirnos sobre la superficie sólida de un posible asteroide interestelar.

“Creo que mucha gente piensa que los asteroides son algo monolíticos, como Han Solo volando a través de un campo de asteroides”, dice Thomas a Inverse«En realidad, son tan increíblemente diferentes entre sí de muchas maneras diferentes».

Webb podrá vislumbrar esas diferencias utilizando longitudes de onda del infrarrojo cercano y medio y proporcionar datos sobre los silicatos de un asteroide, las firmas minerales, la posible hidratación de la superficie y la composición de su superficie, ya sea rocosa o porosa (como Bennu).

Debido a las características similares a las de un asteroide de ‘Oumuamua, Thomas y su equipo usaron el acertijo en forma de cigarro como un caso de prueba para determinar qué verá Webb si otro asteroide interestelar llega a nuestro vecindario galáctico.

“Con ‘Oumuamua no obtuvimos muchas observaciones en profundidad. Con Webb, obtendremos una amplia cobertura de longitud de onda: nos dirá mucho sobre el objeto en sí y eso realmente permitirá una comparación completa”, dice Thomas. “Podríamos suponer que otros sistemas tienen componentes básicos similares, pero ver eso en la realidad será realmente genial”.

Representación artística del Observatorio Rubin. 
Créditos: Todd Mason, Mason Productions Inc. / Corporación LSST

Esperando a Rubin

Mientras Webb está listo para observar el próximo objeto interestelar que se cruce en su camino, queda un gran obstáculo: los científicos deben encontrar uno primero.

Si bien se han encontrado dos en los últimos siete años, Kelley cree que una frecuencia de descubrimiento más confiable es detectar un objeto interestelar cada década. Afortunadamente, un nuevo telescopio terrestre ubicado en la cordillera de Cerro Pachón en el centro-norte de Chile cambiará todo eso.

Como parte de su ‘Legacy Survey of Space and Time’ (LSST), el Observatorio Vera C. Rubin cartografiará el Sistema Solar con más precisión que nunca. El telescopio hawaiano Pan-STARRS con un espejo de 1,8 metros, descubrió ‘Oumuamua. En comparación, Rubin está equipado con un espejo de más de cuatro veces ese tamaño, que los científicos estiman que podría hacer explotar la cantidad conocida de objetos en nuestro Sistema Solar por un factor de 10 (o incluso más). Y entre su número podría haber varios objetos extraños cuya velocidad y excentricidad apuntan a orígenes interestelares.

“Necesitamos un nuevo descubrimiento para que este proyecto funcione. Todo depende de lo que se descubra”, dice Kelley. “Borisov fue fácilmente observado durante mucho tiempo. ‘Oumuamua tenía que ser observado dentro de un mes».

Debido a que los astrónomos podrían detectar un objeto interestelar en cualquier momento, este estudio en particular es parte del programa Target of Opportunity de la NASA. Este programa permite que los equipos que estudian fenómenos sensibles al tiempo, como supernovas u objetos interestelares, interrumpan la programación regular de Webb con tan solo tres días de antelación. Este estudio en particular se incluye en la categoría de «Objetivo de Oportunidad Disruptivo«, lo que significa que Webb podría enfocar su mirada en un objeto interestelar entrante dentro de las dos semanas posteriores al descubrimiento.

En el futuro, los datos de Webb sobre objetos interestelares podrían informar otras misiones espaciales aún más ambiciosas, como Comet Interceptor de la Agencia Espacial Europea. Proyectada para lanzarse en 2029, esta nave espacial estará estacionada en el Punto 2 de Lagrange a la espera de un apetitoso cometa u objeto interestelar de período largo para perseguirlo y estudiarlo. Si bien los telescopios son geniales, nada se compara con la ciencia recopilada de una misión de nave espacial, lo que los proyectos científicos de alto perfil como Rosetta y Osiris-REx demuestran sin lugar a dudas.

“Cada vez que enviamos una nave espacial a algún lugar, aprendemos algo completamente nuevo”, dice Thomas. «Pero incluso si utilizar el James Webb no es lo mismo que enviar una nave espacial, aún veremos mucho más… Va a cambiar el paradigma sobre cómo pensamos acerca de estos objetos».

Fuente: Inverse.

Artículo original:The Webb Telescope will drop everything to observe the next interstellar object‘. Darren Orf. July 25, 2022.

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En el 2019, los astrónomos vieron algo increíble en nuestro patio trasero: un cometa rebelde de otro sistema estelar.  Llamado Borisov, la bola de nieve helada viajó a 110.000 millas por hora (176.000 kilómetros por hora) y marcó el primer y único cometa interestelar jamás detectado por humanos.

Pero, ¿qué pasa si estos visitantes interestelares (cometas, meteoritos, asteroides y otros desechos de más allá de nuestro Sistema Solar) son más comunes de lo que pensamos? La publicación a continuación lo aborda:

Los astrónomos acaban de identificar 19 asteroides más que piensan son de origen interestelar.

El Sistema Solar ha estado aquí por mucho tiempo. Entonces, cuando ‘Oumuamua fue visto en 2017, fue casi un certificado de muerte, que no fue el único objeto del espacio interestelar que nos visitó durante esos 4.57 mil millones de años de historia. Luego, el cometa 2I / Borisov apareció en el año 2019. Eso básicamente lo aseguró.

¿Pero dónde están el resto de nuestros visitantes interestelares? Probablemente encontraremos algunos más volando desde la naturaleza en los próximos años. Y, según una nueva investigación, unos cuantos asteroides interestelares han estado «colgados» aquí en el Sistema Solar durante mucho tiempo.

Según cómo se mueven alrededor del Sol, un equipo de investigadores ha identificado 19 asteroides que creen que fueron capturados de otra estrella, cuando el Sistema Solar tenía solo unos pocos millones de años.

Deberían haber alrededor de 7 objetos interestelares pasando por el Sistema Solar Interior cada año

El 19 de Octubre de 2017 , el primer objeto interestelar jamás detectado pasó cerca de la Tierra en su salida del Sistema Solar. Menos de dos años después, se detectó un segundo objeto, un cometa interestelar fácilmente identificable designado como 2I / Borisov. La aparición de estos dos objetos verificó trabajos teóricos anteriores que concluyeron que los objetos interestelares (ISOs) ingresan regularmente a nuestro Sistema Solar.

La cuestión de la frecuencia con la que esto sucede ha sido objeto de una considerable investigación desde entonces. Según un nuevo estudio dirigido por investigadores de la Iniciativa de Estudios Interestelares (i4is), aproximadamente 7 ISOs ingresan a nuestro Sistema Solar cada año. Siguen órbitas predecibles mientras están aquí. Esta investigación podría permitirnos enviar una nave espacial para encontrarnos con uno de estos objetos en un futuro próximo.

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